岩体中喷锚支护与衬砌结构计算研究

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1、第24卷第19期岩石力学与工程学报Vol.24No.192005年10月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringOct.，2005岩体中喷锚支护与衬砌结构计算研究1，21，212吴祥云，李欢秋，李永池，杨仁华(1.中国科学技术大学材料力学行为和设计重点试验室，安徽合肥230026；2.洛阳水利工程技术研究所，河南洛阳471023)摘要：在爆炸荷载作用下，岩体洞室通常采用喷锚支护结构和整体被复结构。通过理论研究，给出了平面应变条件下圆形洞室动力分析的解析解，并对不同结构厚度及不同坚硬岩体进行了计算，得到符合宏观定性分析的计算结果，通过一组试验算

2、例检验了该方法的正确性。关键词：岩土力学；爆炸荷载；圆形结构；平面应变问题；动力分析中图分类号：TU45文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)19–3561–05RESEARCHONDYNAMICCOMPUTATIONFORSHOTCRETEANDROCKBOLTSUPPORTINGANDINTEGRALLININGSTRUCTURESINROCKMASS1，21，212WUXiang-yun，LIHuan-qiu，LIYong-chi，YANGRen-hua(1.KeyLaboratoryofMechanicalBehaviorandDesignofMaterial，U

3、niversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026，China；2.LuoyangHydraulicEngineeringTechnologyInstitute，Luoyang471023，China)Abstract：Undertheexplosiveload，shotcreteandrockboltsupportandintegralliningstructuresareusuallyusedforchambersinrockmass.Theanalyticsolutionfordynamicanalysisofcircularcha

4、mbersundertheplanestrainispresentedthroughtheoreticalresearch；anddifferentstructuralthicknessesanddifferentstiffnessesofrockmassesarecalculated.Theobtainedresultsareaccordantwiththoseofmacroscopicqualitativeanalysisandcanprovideavaluablereferencetoverifyingvalidityofnumericalcalculations.Keywords

5、：rockandsoilmechanics；explosiveload；roundstructure；planestrainproblem；dynamicanalysis[1]加固坑道围岩或山体面层岩石，要根据工程情况1引言而定，具体情况具体分析，不可采取固定的模式。如果是考虑岩体自重作用下的静荷载，可灵活采用岩体是由岩石块体组成的地质构造体，在自重长锚杆，充分利用岩体深层的稳定性平衡开挖造成相容的条件下，处于稳定的平衡状态。若在岩体中的表面松动岩石；如果考虑偶然性爆炸产生的动荷开挖一条坑道，破坏了岩体的自然平衡状态，组成载，可采用一定长度的短锚杆，喷锚网联合作用，岩体的岩石块体就产生运

6、动，造成坑道的落石或塌使洞室周围的松动围岩形成一个具有一定厚度的围方。为了防止落石和塌方的发生，工程师们采取了岩加固层，在爆炸荷载的作用下该加固层将产生较许多有效的办法；锚杆加固、喷射混凝土或者它们大的位移，也就是锚杆随着加固的围岩一起运动，的有机结合，是工程中常用的方法之一。采用锚杆形成围岩和深层岩体的刚度差，这样有利于岩体中收稿日期：2004–12–22；修回日期：2005–02–21作者简介：吴祥云(1964–)，男，2003年于国防科技大学工程力学专业获博士学位，现为中国科技大学在站博士后、研究员，主要从事爆炸力学和工程力学的试验和理论方面的研究工作。E-mail：xiangyu

7、nwu0526@yahoo.com.cn。·3562·岩石力学与工程学报2005年[2]动应力的传递，将大应力引向刚度大的岩体深处。在计算中采用下列基本假设：同时，由于加固围岩产生位移，将大幅度消耗爆炸(1)由于地下结构纵轴线远大于横向尺寸，因荷载的能量。此可按平面应变问题来考虑。在爆炸荷载作用下，岩体中坑道工程的设计方(2)结构在变形过程中，当岩体介质受到结构法研究是个十分复杂的问题，涉及到正确的结构选的挤压时，介质对结构提供弹性