地下工程岩体剪胀与锚杆支护的相互影响

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1、第29卷第10期岩石力学与工程学报Vol.29No.102010年10月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringOct.，2010地下工程岩体剪胀与锚杆支护的相互影响1234赵星光，蔡美峰，蔡明，贾蓬(1.核工业北京地质研究院北京100029；2.北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083；3.劳伦森大学工程学院，加拿大萨德伯里P3E2C6；4.东北大学资源与土木工程学院，辽宁沈阳110004)摘要：：：探讨隧道开挖边界附近的岩体剪胀对全长黏结式锚杆轴力分布的影响，区分依赖围压和塑性剪切应变的岩体剪胀与恒定的岩体

2、剪胀对锚杆支护作用影响的差异性，分析锚杆对岩体膨胀的抑制作用。研究结果表明，对于恒定的剪胀角值，锚杆轴力随着剪胀角的增加而增加，且梯度亦随之增加，但其不能反映剪胀对隧道围压和岩体塑性变形的依赖关系，从而低估锚杆在低围压区域内遭受的张拉荷载，并高估高围压区域的所受的张拉荷载。由剪胀角模型计算得出的锚杆轴力分布突显锚杆在低围压环境下承受的较大张拉荷载状态，以及围压增加导致其轴力快速降低的行为趋势，能够合理反映锚杆在地下工程应用中的力学行为。由于锚杆支护增加岩体围压，抑制高剪胀区的扩展，从而减小隧道围岩的变形。在地下工程支护设计中，应重点支护紧邻开挖面低围压环境的岩体以

3、有效地控制其破坏和膨胀变形。关键词：：：岩石力学；岩体剪胀；锚杆支护；轴力；数值模拟中图分类号：：：TU452文献标识码：：：A文章编号：：：1000–6915(2010)10–2056–07MUTUALINFLUENCEBETWEENSHEARDILATATIONOFROCKMASSANDREBARSUPPORTAROUNDUNDERGROUNDEXCAVATION1234ZHAOXingguang，CAIMeifeng，CAIMing，JIAPeng(1.BeijingResearchInstituteofUraniumGeology，Beijing10002

4、9，China；2.SchoolofCivilandEnvironmentalEngineering，UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083，China；3.SchoolofEngineering，LaurentianUniversity，Sudbury，P3E2C6，Canada；4.SchoolofResourcesandCivilEngineering，NortheasternUniversity，Shenyang，Liaoning110004，China)Abstract：Takingth

5、emedium-fine-grainedsoftrockforexample，theinfluenceofsheardilatationofrockmassontheaxialforcedistributionoffullygroutedrebarboltsisanalyzed.Thedifferenceinvariablerockdilatationandconstantrockdilatationonrebarbehaviorinrockmassisinvestigated.Inaddition，thesuppressingeffectofrebaronshe

6、ardilatationofrockmassnearexcavationisdiscussed.Fortheconstantsheardilatationangles，theaxialforcesincreasewithincreasingsheardilatationangles；andthegradientofaxialforcesshowsanincreasingtrend.However，theassumptionofconstantsheardilatationanglecannotdescribethatthesheardilatationisdepe

7、ndentonconfiningpressureandplasticdeformation，leadingtounderestimatingaxialforceofrebarboltsnearexcavationandtooverestimatingaxialforceofrebarboltsfromexcavationboundaries.Theestablishedsheardilatationanglemodelconsideringbothconfinementandplasticshearstrainrevealsthelargetensileloadi

8、ngonr