隧道錨設計體系中的關鍵問題研究與實踐.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，隧道式錨碇有兩個突出優(yōu)點：一是造價低，可顯著節(jié)約投資；二是對環(huán)境擾動小，有利于環(huán)境保護。缺點是要求錨址區(qū)有堅固完整的巖體可供利用，制約了它在平原區(qū)的應用，資料表明，目前世界上僅有7座隧道錨建成，隧道錨的應用和相關研究很少。隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，交通基礎建設先行啟動，我國西部山區(qū)以巖性山體為主，多具備建造隧道錨的條件，隧道錨應用前景廣闊。基于隧道

2、錨的突出優(yōu)點和在西部交通建設中的廣闊應用前景，系統(tǒng)研究隧道錨設計的關鍵問題具有重要意義。 論文歸納了隧道錨設計所涉及的關鍵問題，并逐一進行理論上的研究，給出詳細具體、便于應用的解決方案；給出了這些理論方法在我國首座大跨徑懸索橋隧道錨——四渡河特大橋隧道錨設計中的系統(tǒng)應用，驗證理論的正確性和方法的可行性的同時為隧道錨的設計、分析提供了首個完整的范例；基于前述理論和工程實例分析，初步建立了隧道錨的設計體系。 本文在以下方面做

3、了系統(tǒng)的研究工作： （1）通過對錨桿實測數(shù)據(jù)的分析建立了錨桿軸力分布的復合冪函數(shù)模型。 （2）基于復合冪函數(shù)模型和廣義巖體錨固原理的類比分析，建立了錨體長度的估算公式，該公式用于錨體長度擬定，方便、快捷、具有足夠的精度。 （3）通過對采用不同錨固系統(tǒng)的隧道錨內(nèi)力分布及相應的錨體長度對比，從力學角度建議了隧道錨的合理錨固系統(tǒng)形式。 （4）針對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力測點建立初始

4、地應力場的應力函數(shù)法。對四渡河隧道錨的具體情況應用了其退化形式，并針對ABAQUS軟件的數(shù)據(jù)特點編制了初始地應力場程序，輸出結果可直接作為ABAQUS初始條件讀入。 （5）首次在土木工程領域引入了基于均勻設計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，為大型結構的參數(shù)敏感性開辟了一條新途徑。隧道錨的承載力對巖體的粘聚力c敏感，錨體位移對巖體變形模量E和巖體的粘聚力c敏感，并據(jù)分析結果調(diào)整了四渡河隧道錨巖體參數(shù)的