浅埋隧道预应力锚固体承载效应模型实验研究

摘要

预应力锚杆主动支护技术在隧道工程中的应用逐渐普及，对于浅埋大跨岩质隧道，其支护特性及作用机制尚未明确。为探究预应力锚杆支护体系下围岩的承载特性，以青岛地铁6号线某暗挖车站为工程背景，基于相似原理配制地层及支护结构模型实验材料，通过液压加载试验，探究了预应力锚杆及普通锚杆支护下锚固体的承载特性。结果表明：(1)预应力锚杆与围岩的相互作用形成了具有承载能力的锚固体，能够有效承担大部分上覆荷载。预应力锚杆的应用使得隧道失稳破坏的预警荷载值提高了42.8%,同时极限荷载值也提高了41.2%。(2)在上覆加载过程中，预应力锚杆经历了紧密锚固持荷阶段和脱锚卸荷阶段，衬砌经历了应变累积、应变突增和应变释放3个阶段。(3)较普通锚杆，主动支护下预应力锚杆与岩体间的受力协同性好，无轴力突变现象，锚杆的支护性能得到充分的利用，有效抑制了裂隙的发育，提高了隧道的整体稳定性。

关键词

浅埋大跨隧道 / 预应力锚杆 / 主动支护 / 锚固体 / 模型实验

基金资助

自然资源部滨海城市地下空间地质安全重点实验室基金(BHKF2022Y03)