锚固岩体等效参数数值模拟研究及应用

【摘要】： 锚杆作为一种行之有效的、经济优越的支护技术,已经在岩土工程中得到了大量的使用,而锚固方面的研究工作主要还停留在理论和模型实验上。目前数值模拟技术的迅速发展,为锚固工程的评价和研究提供了一条新的途径。本文利用现有的数值分析程序,根据等效原理进行了锚固岩体等效参数的数值模拟研究,为锚固工程的数值分析提供了一条新的思路 首先本文概述了锚杆的研究现状,对数值分析方法进行了总结分析,通过仔细分析,找到了论文的研究思路。 其次,详细分析了锚杆的数值模拟方法,比较了它们之间的异同及适用范围。对在岩土工程应用较好的数值程序(FLAC3D)进行了研究,并对它的锚杆模拟方法进行了仔细分析。 然后,利用FLAC3D程序,根据位移等效和强度等效原理进行了锚固岩体等效参数的数值模拟研究。通过设计不同锚固方案,进行了大量的数值模拟试验。根据数值模拟的结果,对各支护参数的锚固效果进行了评价。利用多元线性回归方法,得出了锚固岩体等效参数C值的提高百分比与L/R(锚杆长度和洞室半径之比)和φ/D(锚杆直径和锚杆间距之比)这两个影响因子的近似公式,通过算例验证了它的可靠性。 最后,对琅琊山抽水畜能电站的实际锚固工程进行了数值模拟分析。应用研究出的近似公式,大大简化了数值模拟的工作量和难度,与现场监测结果对比分析表明了该近似公式的可行性。同时对围岩稳定性和支护参数进行了合理性评价,为设计和施工单位提供了有益的参考意见。