一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法技术

本发明专利技术涉及隧道工程支护的计算分析领域，具体涉及一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法，所述方法包括如下步骤：(1)构建锚杆与围岩协同承载的力学模型；(2)针对力学模型明确锚杆与围岩协同承载条件；(3)计算并分析锚杆与围岩协同承载时工况；(4)计算锚杆各部位参数，与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：本方法旨在表述及反映锚杆各功能部位与围岩的作用关系和作用机制，明确了锚杆对围岩主要加固段的作用规律和方式。

【技术实现步骤摘要】
一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法
本专利技术涉及隧道工程支护的计算分析领域，具体涉及一种锚杆与隧道围岩协同承载模型及计算分析方法。
技术介绍
在岩土工程中，锚杆作为一种优良的支护结构被广泛应用各类工程施工中，其中在隧道工程更是一种必不可缺的支护结构形式，锚杆根据支护目的和机制可分为多种，其中，根据锚杆支护作用机理可以分为悬吊、组合梁、组合拱等，这些锚杆支护方法是从锚杆对被加固岩体的作用角度进行分析，将锚杆与围岩近似视为各自独立的体系。但是在工程实际中，锚杆自身并不能像钢架、混凝土拱一样等具备支撑能力，而是仅仅是一种力的传递介质，通过自身的拉压将隧道深部围岩作为持力点，将深部围岩的力借调到隧道周边围岩，岩体本身没有增加任何的外部支撑力或者约束，这就构成锚杆与围岩的协同承载，这种锚杆与围岩协同承载需要综合考虑各部位岩体和杆件的协调，才能更加准确、合理地设计锚杆支护参数，保障隧道施工安全。因此，鉴于目前存在的问题，开发一种锚杆与隧道围岩协同承载模型及计算分析方法不仅具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工程应用潜力，这正是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：/n(1)构建锚杆与围岩协同承载的力学模型；/n(2)针对力学模型明确锚杆与围岩协同承载条件；/n(3)计算并分析锚杆与围岩协同承载时工况；/n(4)计算锚杆各部位参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)构建锚杆与围岩协同承载的力学模型；
(2)针对力学模型明确锚杆与围岩协同承载条件；
(3)计算并分析锚杆与围岩协同承载时工况；
(4)计算锚杆各部位参数。


2.根据权利要求1所述的一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法，其特征在于，所述力学模型的建立包括：
(1)根据锚杆的受力将锚杆分为：约束段、受拉段及锚杆端部；
(2)将所述围岩分为与锚杆约束段对应的供力段，与锚杆受拉段对应的受力段；
(3)所述锚杆受拉段由中部的特殊构造段连接两侧锚杆组成，所述锚杆受拉段外侧套装套管，并通过套管脱离围岩作用力。


3.根据权利要求1所述的一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法，其特征在于，所述锚杆与围岩协同承载需满足的条件如下：
(1)锚杆支护前隧道周围围岩为塑性状态，锚杆支护后，围岩进入弹性阶段；
(2)力学平衡关系条件：
锚杆端部受到围岩向隧道净空方向的力为PA，锚杆约束段受到深部岩体的总约束力为PD，锚杆受拉段及特殊构造的拉力为PB，三者关系如下：
PA＝PD＝PB；
(3)位平衡关系条件：
所述锚杆特殊构造长度为LT；锚杆受拉段长度为LB；围岩受力段长度为Lb，三者应满足：
Lb＝LB+LT。


4.根据权利要求1所述的一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法，其特征在于：所述协同承载工况分析包括：
(1)锚杆支护前围岩应力分析；
(2)锚杆支护后，锚杆与围岩协同承载的应力分析。


5.根据权利要求4所述的一种锚杆与隧道围岩协同承载的计算分析方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：许崇帮，李磊，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11