• ISSN 0258-2724
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破碎岩体深埋隧洞锚承载特性现场试验研究

郭喜峰 王中豪 吴相超

郭喜峰, 王中豪, 吴相超. 破碎岩体深埋隧洞锚承载特性现场试验研究[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(6): 1240-1246. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191077
引用本文: 郭喜峰, 王中豪, 吴相超. 破碎岩体深埋隧洞锚承载特性现场试验研究[J]. 西南交通大学学报, 2020, 55(6): 1240-1246. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191077
GUO Xifeng, WANG Zhonghao, WU Xiangchao. In-situ Experimental Study on Bearing Characteristics of Deep-Buried Tunnel Anchorage in Fractured Rock Mass[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(6): 1240-1246. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191077
Citation: GUO Xifeng, WANG Zhonghao, WU Xiangchao. In-situ Experimental Study on Bearing Characteristics of Deep-Buried Tunnel Anchorage in Fractured Rock Mass[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2020, 55(6): 1240-1246. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191077

破碎岩体深埋隧洞锚承载特性现场试验研究

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191077
基金项目: 国家重点研发计划(2016YFC0401801,2016YFC0401803),四川省交通运输科技项目(2013 A1-3,2014-C-1),交通运输部建设科技项目(2013 318 800 020)
详细信息
    作者简介:

    郭喜峰(1984—),男,高级工程师,研究方向为岩石力学特性及工程应用,E-mail:xifeng1984@126.com

In-situ Experimental Study on Bearing Characteristics of Deep-Buried Tunnel Anchorage in Fractured Rock Mass

  • 摘要: 为了研究破碎岩体深埋隧洞锚承载特性,以泸定大渡河特大桥为工程背景,根据原位试验获得的混凝土与岩体接触面峰值抗剪强度参数计算锚塞体抗拔安全系数;介绍了1∶10现场原型缩尺试验成果,研究了模型锚极限荷载和强度特性;最后对隧洞锚稳定性作出了整体评价,并提出了工程施工建议.研究结果表明:锚塞体抗拔安全系数为3.48,满足规范规定的稳定性要求;模型锚极限荷载为7.80P P为设计荷载),模型锚碇系统屈服载荷的特征点为5.25P.

     

  • 图 1  隧洞锚地质剖面

    Figure 1.  Geological section of tunnel anchorage

    图 2  观测点布置(单位:m)

    Figure 2.  Layout of monitoring points(unit:m)

    图 3  承载力试验加卸载全过程

    Figure 3.  Complete curves of loading tests

    图 4  7.80P荷载下的锚间岩体测斜结果

    Figure 4.  Results of lateral deformation (7.80P)

    图 5  D8钻孔波速测试结果

    Figure 5.  Results of wave velocity tests (D8)

    图 6  岩体变形试验典型曲线

    Figure 6.  Typical curve of rock mass deformation test

    图 7  载荷与变形关系

    Figure 7.  Relationship curves between load and deformation

    表  1  岩体物理力学参数试验建议值

    Table  1.   Test proposed values of the physical and mechanical parameters of the rockmass

    参数试验值试验建议值
    天然块体密度/(g•cm−3 2.61~2.70 2.50~2.60
    泊松比 μ 0.24~0.25 0.30~0.35
    变形模量/GPa 0.95~5.39 1.0~2.0
    抗拉强度/MPa 2.50~3.90 0.05~0.10
    岩体摩擦系数 0.79~1.12 0.70~0.80
    岩体黏聚力/MPa 0.28~0.62 0.35~0.45
    砼/岩接触面摩擦系数 1.02~1.08 0.65~0.75
    砼/岩接触面黏聚力/MPa 0.37~0.50 0.30~0.40
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    表  2  隧洞锚区域围岩BQ法质量分级结果

    Table  2.   BQ classification of rockmass at tunnel anchor

    位置RC/MPaKV BQ系数质量分级
    实桥锚33.20.42295
    模型锚24.260.36253
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    表  3  锚塞体抗拔安全系数计算结果

    Table  3.   Security coefficient of pull strength of anchoring concrete-plug

    参数定义取值
    接触面抗剪断摩擦系数 f 据现场岩石力学试验取值 0.65
    接触面抗剪断粘聚力 c′/kPa 据现场岩石力学试验取值 300
    接触面积 A/m2 A = 单锚中截面周长 × 锚体长度 2166
    结构自重垂直于滑动面的分量 WF/kN 单锚中截面面积 × 锚体长度 × 混凝土重度 × cos 36° 232368
    结构自重沿拉拔方向的分量 WL/kN 单锚中截面面积 × 锚体长度 × 混凝土重度 × sin 36° 147028
    主缆拉力设计值 P/kN 设计荷载 267035
    抗拔安全系数 K 3.48
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    表  4  7.00P到7.80P荷载重点位置测点沿拉力方向的变形

    Table  4.   Deformation comparison of key position measuring points between 7.00P and 7.80P mm

    测点7.00P 变形7.80P 变形差值
    g3# 6.41 7.60 1.19
    g4# 6.82 8.09 1.27
    g6# 5.23 6.65 1.42
    g7# 4.76 6.15 1.39
    D2-2 6.21 7.15 0.94
    D2-3 6.59 7.56 0.97
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-11-26
  • 修回日期:  2020-03-23
  • 网络出版日期:  2020-07-02
  • 刊出日期:  2020-12-15

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