岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (11): 3395-3409.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1508CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1508
张基伟1,张佳鑫1,马文著1, 2, 3,贾红学2,吴卫东4,王传宝5
ZHANG Ji-wei1, ZHANG Jia-xin1, MA Wen-zhuo1, 2, 3, JIA Hong-xue2, WU Wei-dong4, WANG Chuan-bao5
摘要:
中国西部地区的能源开发项目,需要在稳定性较差的弱胶结砾石层中建设大量竖井。锚杆支护是控制围岩变形的重要手段。然而,目前的锚杆加固理论大都忽略了锚杆的滞后支护。为此,基于工作面的空间约束效应、弹塑性理论和锚杆应力均布法,提出了考虑锚杆滞后支护的竖井锚杆围岩变形和应力半解析计算方法,而后通过有限单元法验证了其正确性。基于所提出的半解析解,进一步探讨了锚杆参数的影响性。研究结果表明:锚杆滞后距离越大,围岩变形越大,锚杆等支护结构所承受的围岩压力越小,当锚杆滞后支护距离xgs<1.5rA(rA为竖井开挖半径)时,围岩变形ur(r=rA,r为围岩中任何一点的半径)及安全系数s变化较大,当锚杆滞后支护距离xgs>3.0rA时,围岩变形ur(r=rA)及安全系数s基本不变;增大锚杆直径可提高抗剪强度但影响逐渐减小;当锚杆长度L<1.0rA时,围岩变形ur(r=rA)及安全系数s变化较大,当锚杆长度L>1.0rA时,则变化缓慢,因此不建议过度使用长锚杆。研究指出,在选择支护参数时,需考虑支护滞后距离以确保围岩稳定。本研究将该理论成功应用于压力管道竖井工程中,研究成果为竖井围岩的锚杆支护设计提供了坚实的理论依据。
中图分类号: TU 451| [1] | 周晓敏, 马文著, 张松, 宋宜祥, 刘勇, 和晓楠, . 渗流条件下隧道锚注复合围岩体的解析方法[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 206-220. |
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