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隧道锚碇围岩稳定分析及破坏模式研究

中国科学院研究生院学报 2008年第4期25卷 487-492页

作者：胡波曾钱帮彭运动刘波赵海滨中国科学院工程地质力学重点实验室北京100029 中交公路规划设计院北京100010 中国水电工程顾问集团公司中南勘测设计研究院长沙410014

锚碇围岩稳定性及破坏模式研究是确定系统极限承载力的基础.基于现场地质资料的数值仿真计算与现场缩尺模型试验对比分析,被认为是一种比较理想的研究思路.通过FLAC3D计算发现,在设计荷载下,围岩的应力场和位移场具有明显的分区特征,在... 详细信息

锚碇围岩稳定性及破坏模式研究是确定系统极限承载力的基础.基于现场地质资料的数值仿真计算与现场缩尺模型试验对比分析,被认为是一种比较理想的研究思路.通过FLAC3D计算发现,在设计荷载下,围岩的应力场和位移场具有明显的分区特征,在锚体空腔和结构拐角处常出现应力集中和大变形区,系统整体未形成连贯的破坏区,出现的局部破损区主要集中在锚体后部右上角等5个部位.超载数值试验发现,破坏并不是简单的沿锚体和岩体的边界发生滑移,而是带动周边岩体发生倒塞型的整体拉剪复合破坏.现场模型试验结果与数值计算结果吻合较好.施工及运营过程中应对易破坏区进行重点加固处理.

关键词：隧道锚碇稳定性破坏模式缩尺模型试验

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普立特大桥隧道锚碇区岩体工程地质特性研究

长江科学院院报 2015年第8期32卷 72-77页

作者：喻正富夏国邦王世谷张奇华杜胜华云南普宣高速公路建设指挥部云南宣威655400 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉430010 长江水利委员会长江岩土工程总公司武汉430010

在建的普宣高速普立特大桥为主跨628 m的悬索桥,其一侧采用隧道锚碇。隧道锚碇区岩体主要存在的工程地质问题是岩体卸荷与岩溶问题。开挖了长120 m的探洞,并在探洞内开展现场岩石力学试验、声波测试和地质描述,获得了岩体物理力学参数... 详细信息

在建的普宣高速普立特大桥为主跨628 m的悬索桥,其一侧采用隧道锚碇。隧道锚碇区岩体主要存在的工程地质问题是岩体卸荷与岩溶问题。开挖了长120 m的探洞,并在探洞内开展现场岩石力学试验、声波测试和地质描述,获得了岩体物理力学参数与岩体基本质量分级情况。在此基础上,分析了岩体卸荷与岩溶随高程变化和埋深发育的规律。针对岩溶地区建设隧道锚碇可能存在的工程地质问题,探索了一条采用地表地质调查、地质测绘、钻探、洞探、坑槽探、钻孔弹性波测试、勘探斜洞、原位试验钻孔等多种勘探方法的综合勘探技术与分析方法,为隧道锚设计与稳定分析提供了基本依据,可在类似工程中推广。

关键词：普立特大桥隧道锚碇岩体卸荷岩溶岩体力学试验

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某特大悬索桥隧道锚碇区岩体稳定性分析

公路 2011年第8期56卷 5-8页

作者：茅兆祥王成树张奇华浙江省交通规划设计研究院杭州市310006 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室武汉市430010

运用三维有限差分法(FLAC-3D)对某特大桥的隧道锚碇区岩体的稳定性进行了数值模拟,分析了原始山体、施工开挖后以及在主缆荷载、塔基荷载作用下岩体的变形、应力状态以及拉应力、塑性区分布,计算了各种工况下岩体的稳定性。根据计算分... 详细信息

运用三维有限差分法(FLAC-3D)对某特大桥的隧道锚碇区岩体的稳定性进行了数值模拟,分析了原始山体、施工开挖后以及在主缆荷载、塔基荷载作用下岩体的变形、应力状态以及拉应力、塑性区分布,计算了各种工况下岩体的稳定性。根据计算分析结果,对隧道锚碇区岩体稳定性进行综合评价。目前在建的大型特大型悬索桥隧道锚碇不多,加之此软硬岩互层区建隧道锚的工程实例非常少见,因此进行该隧道锚碇区岩体的稳定性分析,具有一定的工程实用价值和推广借鉴价值。

关键词：特大悬索桥隧道锚碇岩体稳定性三维有限差分法

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矮寨悬索桥隧道锚碇稳定性数值分析

长江科学院院报 2005年第6期22卷 54-58页

作者：董志宏张奇华丁秀丽张利洁长江科学院岩基研究所武汉430010

通过三维显式有限差分计算,对矮寨大桥C线方案吉首岸隧道锚碇系统进行了数值模拟,分析了由于施工开挖引起的锚碇、塔基和公路隧洞围岩位移和应力变化,计算了在设计荷载P作用下锚碇结构体系围岩的变形和应力响应;在此基础上,对C线方案锚... 详细信息

通过三维显式有限差分计算,对矮寨大桥C线方案吉首岸隧道锚碇系统进行了数值模拟,分析了由于施工开挖引起的锚碇、塔基和公路隧洞围岩位移和应力变化,计算了在设计荷载P作用下锚碇结构体系围岩的变形和应力响应;在此基础上,对C线方案锚碇体系的围岩稳定性作出评价。计算分析表明:锚碇、塔基和公路隧道处于浅地表且布置较集中,相互影响显著;虽然开挖引起的围岩变形大部分小于1 mm,但是由于锚碇后部与下部公路隧道间岩柱较薄导致出现拉应力集中和较大面积的塑性区;在设计荷载作用下,该处的塑性区进一步扩大;在3P超载情况下,锚碇后部至公路隧道顶拱的塑性区贯通,对锚碇的长期承载有较大威胁,且引起下方公路隧道顶拱岩体的稳定性严重恶化而难以自稳。

关键词：矮寨悬索桥隧道锚碇稳定性数值模拟

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重庆长江特大悬索桥隧道锚碇区岩体稳定分析

人民长江 2010年第17期41卷 19-21页

作者：张利洁唐辉明茅兆祥王成树景锋中国地质大学(武汉)工程学院湖北武汉430074 长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室湖北武汉430010 浙江省交通规划设计研究院浙江杭州310006

运用三维有限差分法(FLAC-3D)对重庆鱼嘴长江特大桥的隧道锚碇区岩体稳定性进行了数值模拟,分析了原始山体、施工开挖后以及在主缆荷载、塔基荷载作用下岩体的变形、应力状态以及拉应力、塑性区分布,计算了各种工况下岩体的稳定性。根... 详细信息

运用三维有限差分法(FLAC-3D)对重庆鱼嘴长江特大桥的隧道锚碇区岩体稳定性进行了数值模拟,分析了原始山体、施工开挖后以及在主缆荷载、塔基荷载作用下岩体的变形、应力状态以及拉应力、塑性区分布,计算了各种工况下岩体的稳定性。根据计算分析结果,对隧道锚碇区岩体稳定性进行综合评价。目前在建的大型特大型悬索桥隧道锚碇不多,加之此软硬岩互层区建隧道锚的工程实例非常少见,因此进行该隧道锚碇区岩体的稳定性分析,具有一定的工程实用价值和推广借鉴价值。

关键词：隧道锚碇岩体稳定性三维有限差分法(FLAC-3D) 特大悬索桥

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山区公路悬索桥隧道锚碇作用机理及应用研究

山区公路悬索桥隧道锚碇作用机理及应用研究

作者：黄东重庆交通大学

学位级别：硕士

随着国民经济和交通事业的蓬勃发展,山区公路桥梁建设采用大跨径悬索桥方案已成为一种越来越普遍的结构形式。而其中的锚碇采用隧道锚能够较好的利用锚址区的地质条件,工程量相对重力式锚小、性价比高、对周边环境扰动小。但由于隧道锚... 详细信息

随着国民经济和交通事业的蓬勃发展,山区公路桥梁建设采用大跨径悬索桥方案已成为一种越来越普遍的结构形式。而其中的锚碇采用隧道锚能够较好的利用锚址区的地质条件,工程量相对重力式锚小、性价比高、对周边环境扰动小。但由于隧道锚设计规范、准则未成体系,设计参数不确定及山区隧道锚设计的特殊性,对于锚体周围的岩体位移、应力,岩体塑性变形范围,以及隧道锚稳定、安全受力状态的计算及评估显得至关重要。本论文通过文献综述和科技查新,介绍了隧道锚的主要构造形式、国内外隧道锚应用的历史和现状、作用机理及稳定性的相关理论以及ABAQUS基本功能和特点、本构关系及求解过程,主要研究了锚碇区围岩破坏模式,建立初始地应力场应力函数法。最后,依托云南普宣高速路普立悬索桥项目,对其中的隧道锚碇通过三维弹塑性有限元分析,对隧道锚洞开挖支护、锚塞体回填等工序进行了数值模拟分析,得出了在设计荷载作用下锚碇结构体系及围岩的变形和应力数据,在此基础上,对围岩稳定性得出一下结论: （1）岩体主应力:岩体最大拉应力出现在后锚室岩体与锚体结合部周围,最小压应力出现在后锚室后端面顶部。从1.0倍主缆力到7.5倍主缆力加载过程中,拉应力变化明显,压应力变化较小。锚体周围岩体剪应力变化规律基本相同:后锚面附近最大,向前侧逐渐减小, （2）岩体塑性区分布:在5.0倍设计缆力作用下,岩体后锚室左右两侧和底面出现局部塑性区域;在7.5倍设计缆力作用下,岩体后锚室塑性区域沿隧洞西周贯通,锚体周围岩体未发生塑性变形。根据以上分析可得出一下结论:在7.5倍设计缆力作用下,岩体位移、应力均在可控范围内,岩体塑性变形范围有限,隧道锚处于稳定、安全受力状态;隧道锚设计方案安全系数＞6,满足设计要求。通过以上分析,对普立岸隧道锚碇及山体稳定性作出评价,以期给类似工程的设计和施工提供借鉴和参考。

关键词：山区公路悬索桥隧道锚碇设计锚体长度有限元法

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悬索桥隧道锚碇与临近构筑物相互影响分析

公路交通技术 2016年第1期32卷 61-66页

作者：夏国邦喻正富云南普宣高速公路建设指挥部云南宣威655400

在综合分析运用工程地质勘察资料的基础上,建立普立特大桥隧道锚碇主塔系统及山体稳定分析的工程地质概化模型。采用三维有限差分法模拟隧道锚碇、索塔基础、上方公路隧道及周围山体,对天然岩体、岩体开挖及施加设计荷载后等各阶段岩体... 详细信息

在综合分析运用工程地质勘察资料的基础上,建立普立特大桥隧道锚碇主塔系统及山体稳定分析的工程地质概化模型。采用三维有限差分法模拟隧道锚碇、索塔基础、上方公路隧道及周围山体,对天然岩体、岩体开挖及施加设计荷载后等各阶段岩体的变形、应力释放及应力重分布、卸荷松弛区的范围、塑性区分布特点进行计算分析,并评价各构筑物围岩各阶段的变形稳定特征、相互影响情况及可能出现的变形破坏模式。

关键词：隧道锚碇围岩变形围岩稳定性地质概化模型岩体力学参数