流变岩体隧道开挖中锚喷支护的时变模拟与解析计算

摘要

在流变岩体中进行隧道施工时,受流变时效和开挖的影响,力学状态的变化较为复杂.为保证围岩稳定,需要在开挖完毕后的某时刻进行支护.施加锚杆并在孔口喷薄层混凝土是常用的经济有效的支护方式.锚杆的连接作用和混凝土在损伤岩体中的渗透,都可大大提高锚固区的强度和整体性.对锚固区来讲,施加锚杆前后,岩体性质发生变化.文中针对粘弹性岩体,将锚固后的岩石材料近似等效为均匀、各向同性材料.利用将粘缸"凝固"、并联弹簧等不同方法构造"锚喷岩体"单元,以模拟锚喷支护对岩石材料特性的改变,并依据Boltzmann叠加原理给出锚喷岩体的应力、应变关系.对受双向等地应力作用的圆形洞室开挖问题,分别用不同模拟方法进行了开挖-支护过程的解析求解,分析了锚固区大小、支护时间等因素对位移和应力的影响.