隧道錨設(shè)計(jì)體系中的關(guān)鍵問(wèn)題研究與實(shí)踐.pdf

1、隧道式錨碇是適用于大跨徑懸索橋的兩種錨碇形式之一。與另一種錨碇形式——重力式錨碇相比，隧道式錨碇有兩個(gè)突出優(yōu)點(diǎn)：一是造價(jià)低，可顯著節(jié)約投資；二是對(duì)環(huán)境擾動(dòng)小，有利于環(huán)境保護(hù)。缺點(diǎn)是要求錨址區(qū)有堅(jiān)固完整的巖體可供利用，制約了它在平原區(qū)的應(yīng)用，資料表明，目前世界上僅有7座隧道錨建成，隧道錨的應(yīng)用和相關(guān)研究很少。隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，交通基礎(chǔ)建設(shè)先行啟動(dòng)，我國(guó)西部山區(qū)以巖性山體為主，多具備建造隧道錨的條件，隧道錨應(yīng)用前景廣闊。基于隧道

2、錨的突出優(yōu)點(diǎn)和在西部交通建設(shè)中的廣闊應(yīng)用前景，系統(tǒng)研究隧道錨設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題具有重要意義。 論文歸納了隧道錨設(shè)計(jì)所涉及的關(guān)鍵問(wèn)題，并逐一進(jìn)行理論上的研究，給出詳細(xì)具體、便于應(yīng)用的解決方案；給出了這些理論方法在我國(guó)首座大跨徑懸索橋隧道錨——四渡河特大橋隧道錨設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)應(yīng)用，驗(yàn)證理論的正確性和方法的可行性的同時(shí)為隧道錨的設(shè)計(jì)、分析提供了首個(gè)完整的范例；基于前述理論和工程實(shí)例分析，初步建立了隧道錨的設(shè)計(jì)體系。 本文在以下方面做

3、了系統(tǒng)的研究工作： （1）通過(guò)對(duì)錨桿實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的分析建立了錨桿軸力分布的復(fù)合冪函數(shù)模型。 （2）基于復(fù)合冪函數(shù)模型和廣義巖體錨固原理的類比分析，建立了錨體長(zhǎng)度的估算公式，該公式用于錨體長(zhǎng)度擬定，方便、快捷、具有足夠的精度。 （3）通過(guò)對(duì)采用不同錨固系統(tǒng)的隧道錨內(nèi)力分布及相應(yīng)的錨體長(zhǎng)度對(duì)比，從力學(xué)角度建議了隧道錨的合理錨固系統(tǒng)形式。 （4）針對(duì)通用有限元軟件的初始條件輸入功能，建議了利用有限地應(yīng)力測(cè)點(diǎn)建立初始

4、地應(yīng)力場(chǎng)的應(yīng)力函數(shù)法。對(duì)四渡河隧道錨的具體情況應(yīng)用了其退化形式，并針對(duì)ABAQUS軟件的數(shù)據(jù)特點(diǎn)編制了初始地應(yīng)力場(chǎng)程序，輸出結(jié)果可直接作為ABAQUS初始條件讀入。 （5）首次在土木工程領(lǐng)域引入了基于均勻設(shè)計(jì)法確定性抽樣的巖體參數(shù)敏感性分析，大大減少了數(shù)值分析的工作量，為大型結(jié)構(gòu)的參數(shù)敏感性開(kāi)辟了一條新途徑。隧道錨的承載力對(duì)巖體的粘聚力c敏感，錨體位移對(duì)巖體變形模量E和巖體的粘聚力c敏感，并據(jù)分析結(jié)果調(diào)整了四渡河隧道錨巖體參數(shù)的