锚固围岩的流变特性与隧道衬砌压力演化规律研究

摘要

安装锚杆是解决软岩隧道大变形的有效手段之一.为进一步探讨锚杆对隧道的支护效用,本文基于Burgers模型,建立了可描述锚固岩体流变特征的宏观力学模型.以围岩-锚杆耦合模型为基础,推导了在锚杆支护作用下隧道位移和衬砌压力的解析解.并利用数值模拟,验证了理论解答的可靠性.通过对锚杆参数的分析,得到:锚杆的安装能够有效减小由于围岩流变导致的作用在衬砌上的形变压力与隧道位移.锚杆的支护效果,与锚杆的参数密切相关.在锚杆参数值处于较小水平时,随着锚杆参数的增大,衬砌受力状态的改善效果十分显著;但当参数达到一定值后,这种改善效果的加强越来越不明显.因此,在隧道支护中,锚杆的设计参数存在最优值.