深埋非圓形隧洞錨桿長度研究.pdf

1、隧洞是廣泛應用于水電、交通、礦山及軍事工程領域的常用地下工程。為了保證隧洞的安全使用，常在隧洞圍巖內設置錨桿。錨桿長度如何確定？這一直是支護結構設計必須問答的問題。
　　本文通過隧洞的力學分析發(fā)現(xiàn)，隧洞開挖后在隧洞周圍附近的區(qū)域將會出現(xiàn)徑向方向為拉應變的區(qū)域，隨著遠離隧洞，這種拉應變的數(shù)值越來越小，并由拉應變變?yōu)閴簯儭?br>　　通過力學分析還發(fā)現(xiàn)，當圍巖為彈性狀態(tài)時，拉應變的區(qū)域形狀和大小只與垂直和水平方向地應力比值有關，而與

2、地應力的大小無關;當?shù)貞^大，隧洞圍巖出現(xiàn)塑性區(qū)時，拉應變的區(qū)域形狀也與垂直和水平方向地應力比值有關，且拉應變的區(qū)域大小也與地應力的大小有關，所計算的拉應變區(qū)域大小比按彈性的計算結果稍大。
　　通過已有試驗發(fā)現(xiàn)，若錨桿的長度方向沿巖體拉應變方向布置，那么錨桿對巖體的加固作用是明顯的?；谶@點，本文提出根據(jù)隧洞圍巖產(chǎn)生拉應變的區(qū)域大小，作為布置錨桿的依據(jù)。即只在拉應變的區(qū)域布置錨桿，從隧洞邊緣到拉應變區(qū)域的外邊緣的距離作為確定錨桿

3、長度的依據(jù)。
　　對于深埋非圓形隧洞，必須采用復變函數(shù)解法中的保角變換方法才能獲得應力和應變（位移）的解析解。本文利用該方法，求解了圓形隧洞、直墻半圓拱形隧洞、馬蹄形隧洞、梯形隧洞、六角形隧洞在不同側壓力系數(shù)下，隧洞周圍的拉應變區(qū)域分布情況，并將計算結果與ANSYS有限元軟件分析結果進行了對比，兩者吻合較好。
　　在圍巖為彈性的前提下，通過復變函數(shù)方法計算隧洞拉應變區(qū)域時，具有計算精度高、計算速度快的優(yōu)點，這為確定隧洞不同部