基于隧道围岩物性变化的预应力锚固支护机理研究

作者：杨朝帅¹’²’³,李达强¹’²’³,韩伟锋⁴

作者简介：

杨朝帅，高级工程师，E-mail: 394343652@ qq. com

作者单位：

1.中铁隧道局集团有限公司，广东广州 511458; 2.广东省隧道结构智能监控与维护企业重点实验室，广东广州 511458; 3.中铁隧道勘察设计研究院有限公司，广东广州 511458; 4.隧道掘进机及智能运维全国重点实验室，河南郑州 450001

基金项目：

∗国家重点研发计划（2022YFB2302403）；中国中铁股份有限公司科技研究开发计划（cz02-专项-02）；中铁隧道局集团科技创新计划（隧研合 2022-03）

摘要：

通过建立考虑围压和塑性应变影响的 CSS 本构模型，分析预应力锚杆锚索与围岩共同承载的支护机理，并探讨锚固时机、分布密度及预应力对支护效果的影响。研究结果表明，洞室开挖后的围岩强度与刚度持续劣化，需在锚杆锚索不发生破坏的前提下尽早施工锚固体系。锚固时机、分布密度及预应力是影响支护效果的关键因素，可通过围岩参数劣化程度与锚杆锚索破坏情况确定最优锚固参数。

关键词：隧道；围岩；预应力；锚索；本构模型；支护

English：

This paper establishes a CSS constitutive model that considers the effects of confining pressureand plastic strain, analyzes the support mechanism of prestressed anchor bolts and surrounding rocks,and explores the effects of anchoring timing, distribution density, and prestress on the support effect. Theresearch results indicate that the strength and stiffness of the surrounding rock continue to deteriorate afterexcavation of the tunnel, and it is necessary to implement the anchoring system as soon as possible on thepremise that the anchor bolts and cables are not damaged. The timing of anchoring, distribution density,and prestress are key factors affecting the support effect, and the optimal anchoring parameters can bedetermined by the degree of deterioration of surrounding rock parameters and the failure of anchor boltsand cables.

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岩土与地下工程 > 2026年 第卷 第02期