动荷载作用下隧道锚承载性能及影响因素敏感性分析

摘要

为了更加合理地评价悬索桥隧道式锚碇的承载能力，探究隧道锚在动荷载作用下的失效过程，借助有限差分软件建立数值模型，提取并分析接触面应力应变分布形式，并与静力作用下结果进行对比，建立不同工况研究锚塞体参数与动荷载参数对承载力的影响.研究结果表明，动荷载作用下，锚岩接触面应力与位移分布形式与静载类似，但幅值与增长速率明显大于静载状态，拱顶方向和右拱脚向位移增加幅度分别达到36%和112%，且二者在7倍静力荷载幅值作用下，达到其位移差异变化的“门槛值”0.30 mm；动荷载作用下，隧道锚的极限承载力随着锚塞体扩展角、长度以及间距的增加均有所增加，其几何参数敏感性排序由高到低为锚塞体长度、锚塞体扩展角、锚塞体间距，动荷载频率对承载力的影响较小，动荷载作用下隧道锚极限承载力出现明显降低，平均降低幅度约为21%.动荷载作用下隧道锚承载性能及影响因素的敏感性分析为实际工程中隧道锚极限承载力的优化设计提供了参考.

关键词

桥梁工程 / 隧道锚 / 极限承载力 / Mindlin应力解 / 动荷载

基金资助

国家自然科学基金资助项目（51808274,52168042）; 甘肃省科技计划资助项目（22JR5RA250）; 中国博士后科学基金资助项目（2019M653897XB）