隧道锚杆支护参数优化分析

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1、分类号U451单位代码10618密级公开学号2120970089专业硕士学位论文隧道锚杆支护参数优化分析研究生姓名：金洋洋导师姓名及职称：高峰教授申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年06月10日专业领域名称建筑与土木工程论文答辩日期2015年06月02日2015年06月02日TheAnalysisonParameterOptimizationofTunnelboltADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：JinYangyangSupe

2、rvisor：Prof.GaoFengChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明，本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研巧。论文不包含任何其他个人工作所取得的成果除文中己经注明引用的内容外，本或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中ｙｊｌ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。占：学位论文作者签名：日期年月日重庆交通大学学位论文化权使用授权书本学位论

3、文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保。留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅本人授权重庆交通大学可抖将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，。可＾、同时授权中国科１＾采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文学技术信息研巧所将本人学位论文牧录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包括但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），同时本人保留在其他媒体发表论文的极利。＂＂学位论文作者签名：＾指导教师签名；４４日期：シＭｉｒ年＾

4、月风日日期：人聋矣月。本人同意将本学位论文提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志杜ＣＮＫＩ系》列数据库中全文发布，并按《中国优秀博硕七学位论文全文数据库出版章程规定享受相关权益。＾边学位论文作者签名；指导教师签名＼１？曰期／。：月；＞如］年６月曰曰期年ｏ白＾。＾ｆ摘要锚杆支护作为隧道初期支护结构重要组成部分，不仅可以约束加固区岩体的变形，提高加固区岩体的强度，同时也给隧道洞室围岩提供了托锚力，使围岩处于三向受压状态，提高了围岩的稳定性。但是，目前对于锚杆支护理论研究仍然还不够成熟。在工程实践中，主

5、要采用仍是以工程类比经验法为主，实际锚杆支护设计中普遍存在如下两个问题：一是锚杆支护设计参数过大，造成不必要的资源和经济浪费；二是锚杆支护设计参数过小，达不到预期的支护效果，结构不安全。因此有必要对隧道初期支护的锚杆参数进行优化分析。本文通过收集整理资料，对锚杆支护力学机理、隧道设计方法和有限元软件ANSYS进行了详细地阐述。同时依托青海省民和(甘青界)至小峡(平安)段大峡隧道工程，运用有限元软件ANSYS对Ⅲ、Ⅳ级围岩段锚杆支护进行了数值模拟。主要的研究内容及结论如下：①Ⅲ级围岩考虑到围岩稳定性较好，选取了无锚杆、拱圈及边墙布置

6、锚杆、仅在拱圈布置锚杆和仅在边墙布置锚杆四种工况。四种工况下对比结果变化不大，说明锚杆支护效果不明显，建议取消锚杆支护，直接采用喷射混凝土做初期支护，在围岩较差部位采用锚杆进行局部加固即可。②Ⅳ级围岩段对锚杆长度和环向间距两个参数进行了研究。锚杆长度取2.0m、2.5m、3.0m、3.5m和4.0m，锚杆环向间距取0.8m、1.0m和1.2m。对这些工况下围岩位移、围岩应力、锚杆轴力以及初支应力进行了比较分析。根据分析结果对大峡隧道锚杆支护原设计参数进行优化，建议锚杆长度取2.5m，环向间距取1.0m。通过对大峡隧道锚杆参数优化分

7、析，希望对以后类似隧道工程设计和施工和锚杆支护研究提供借鉴和参考。关键字：隧道工程，锚固机理，支护参数，数值模拟，ANSYSIABSTRACTAsanimportantpartofthetunnelinitialsupportstructure,boltsupportcannotonlyrestrainthedeformationofrockinthereinforcedareaandenhanceitsintensity,butalsoprovidethesupportinganchorforcealongthesurround

8、ingrock,whichmakestherockintrip-directioncompressionconditionanditsstabilitybeingimproved.However,studiesontheboltsupportthe