›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (S1): 409-414.doi: 10.16285/j.rsm.2016.S1.053

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

层状岩体深埋长隧道锚杆支护优化设计

韩昌瑞1,白世伟2,王玉朋1,张东焕1   

  1. 1. 山东理工大学 交通与车辆工程学院,山东 淄博 255049;2. 中国科学院武汉岩土力学研究所,湖北 武汉 430071
  • 收稿日期:2015-08-24 出版日期:2016-06-16 发布日期:2018-06-09
  • 作者简介:韩昌瑞,男,1971年生,博士,副教授,主要从事岩土工程研究及教学方面的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.50334060);山东省自然科学基金(No.ZR2011EEM020)。

Optimum design of rock bolts supporting long-deep tunnel in layered surrounding rock mass

HAN Chang-rui1,BAI Shi-wei2,WANG Yu-peng1,ZHANG Dong-huan1   

  1. 1. School of Transportation and Vehicle Engineering, Shandong University of Technology, Zibo, Shandong 255049, China; 2. Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan, Hubei 430071, China
  • Received:2015-08-24 Online:2016-06-16 Published:2018-06-09
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (50334060) and the Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2011EEM020).

摘要: 层状岩体是地下工程中经常遇到的一种岩体,力学性质具有明显的各向异性。选择合适的屈服准则和强度参数变化规律,结合各向异性弹性本构方程,获得横观各向同性弹塑性本构关系,利用该本构模型对共和隧道锚杆支护方案进行数值计算。首先考虑地应力、岩性的影响,从围岩的变形、破坏形式、塑性区及锚杆拉力的大小等方面改进、优化支护设计方案;其次从实际工程出发,考虑施工难度、工程造价等因素的影响,得到改进方案Ⅰ效果较理想,通过试验段现场监测确定改进方案I。本构模型对计算结果的影响很大,正确模型的计算结果可以为实际工程提供科学依据。

关键词: 层状岩体, 各向异性, 锚杆支护, 优化设计

Abstract: Layered rock mass is a kind of common rock mass in underground engineering, and its mechanical properties often take on distinct anisotropy. Selecting appropriate yield function and suitable strength parameters variable law, combining elastic constitutive function of anisotropy, then elastoplastic constitutive function of anisotropy is obtained. Gonghe tunnel is numerically modeled by utilizing this constitutive function. Firstly considered the influence of crustal stress and rock property, support design scheme is modified and optimized from these aspects such as deformation of surrounding rock mass, style of failure, magnitude of yield field and bolts tension; secondly considered the influence of construction difficulty and engineering cost from the actual project, it is concluded that the modified design I is better. Modified scheme I is even adopted in the process of tunnel construction. So constitutive model has great effect on the result of calculation, calculation result of appropriate model can provide scientific proof for the actual project.

Key words: layered rock mass, anisotropy, bolt support, optimum design

中图分类号: 

  • TU 452
[1] 洪陈杰, 黄曼, 夏才初, 罗战友, 杜时贵, . 岩体结构面各向异性变异系数的尺寸效应研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(6): 2098-2109.
[2] 徐杰, 周建, 罗凌晖, 余良贵, . 高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 469-476.
[3] 鲁海峰, 孟祥帅, 颜伟, 姚多喜, . 采煤工作面层状结构底板采动稳定及 破坏深度的圆弧滑动解[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 166-174.
[4] 范运辉, 朱其志, 倪涛, 张坤, 张振南, . 基于弹性张量离散化的脆延转变本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 181-188.
[5] 谢芸菲, 迟世春, 周雄雄, . 复杂环境中大规模桩筏基础的优化设计方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 486-493.
[6] 彭守建, 岳雨晴, 刘义鑫, 许江, . 不同成因结构面各向异性特征及其剪切力学特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3291-3299.
[7] 尹晓萌, 晏鄂川, 王鲁男, 陈 利, . 各向异性片岩的微观组构信息定量 提取与断面形貌特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2617-2627.
[8] 加瑞, 雷华阳, . 有明黏土各向异性固结特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2231-2238.
[9] 张坤勇, 臧振君, 李 威, 文德宝, Charkley Frederick Nai, . 土体三维卸荷弹塑性模型及其试验验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1313-1323.
[10] 张玉伟, 翁效林, 宋战平, 谢永利, . 考虑黄土结构性和各向异性的修正剑桥模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1030-1038.
[11] 柯志强, 王环玲, 徐卫亚, 林志南, 吉 华, . 含横向节理的柱状节理岩体力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 660-667.
[12] 周建, 蔡露, 罗凌晖, 应宏伟, . 各向异性软土基坑抗隆起稳定极限平衡分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4848-4856.
[13] 陈昌富, 邱琳淇, 毛凤山, 周志军, . 基于加权扰动共生生物搜索算法 桩网复合地基优化设计[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4477-4485.
[14] 田雨, 姚仰平, 路德春, 杜修力, . 基于修正应力法的横观各向同性摩尔-库仑 准则及被动土压力公式[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3945-3950.
[15] 唐洪祥, 韦文成. 耦合强度各向异性与应变软化的边坡稳定 有限元分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4092-4100.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
No Suggested Reading articles found!