初期支护技术分析与应用研究

1)锚杆轴力

在软岩隧道中,锚杆支护是控制围岩变形、充分发挥和利用围岩自承能力、保证隧道围岩稳定的重要支护措施之一。图7.27为上台阶开挖后的锚杆轴力图,锚杆的最大拉力出现在拱腰和拱顶位置(靠近隧道轮廓面一侧),达10.49 kN;图7.28为下台阶开挖后的锚杆轴力图,锚杆的最大拉力出现在左右拱腰位置(靠近隧道轮廓面一侧),最大拉力为26.7 kN。

图7.27 上台阶开挖后的锚杆轴力图

图7.28 下台阶开挖后的锚杆轴力图

2)喷射混凝土轴力与弯矩

从力学意义上讲,喷射混凝土既能传递径向应力也能传递切向应力,其与岩层的附着力可以把作用在该喷层上的外力分散到围岩上,同时也确保了隧道周边裂隙围岩保持块体平衡,并在隧道壁面附近形成一承载环。从图7.29可以看出,上台阶开挖后,拱圈各处都为压力,拱顶产生最大值,为-489.134 kN;从图7.30可以看出,下台阶开挖后,仰拱处为拉力,最大值为480.607 kN,拱肩、拱腰、边墙处为压力,最大值在边墙处,为-908.211 kN。从图7.31可以看出,上台阶开挖后,上台阶拱圈拱脚处产生最大正弯矩,为11.934 kN·m;从图7.32可以看出,下台阶开挖后,上台阶拱圈拱脚处弯矩进一步增大为49.087 kN·m,而下台阶拱脚处产生最大负弯矩,为-72.34 kN·m。(www.xing528.com)

图7.29 上台阶开挖后喷射混凝土轴力图

图7.30 下台阶开挖后喷射混凝土轴力图

图7.31 上台阶开挖后喷射混凝土弯矩图

图7.32 下台阶开挖后喷射混凝土弯矩图