昌宁隧道软岩大变形及NPR锚索开挖补偿支护技术

作者

陶志刚张博杨康杨毅郭鹏飞
单位

中国矿业大学（北京）深部岩土力学与地下工程国家重点实验室中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院河北地质大学城市地质与工程学院广西路桥工程集团有限公司绍兴文理学院土木工程学院
摘要

为控制昌宁隧道的软岩大变形，基于NPR锚索的恒阻吸能特性，通过物理模型试验和现场试验，研究了NPR锚索支护隧道围岩的变形力学机制和NPR锚索支护的控制效果.结果表明：在模型试验中，随着围岩应力增大，隧道两肩的收敛变形大于拱顶沉降，构造应力对围岩稳定性影响较大；在NPR锚索支护下，围岩未发生大面积破坏，隧道周围岩体应力分布较为均匀，应力集中现象不明显，NPR锚索支护起到了应力补偿效果；在隧道开挖过程中，NPR锚索的轴力从增长阶段过渡到稳定状态后，围岩变形收敛并停止增长，有效控制了围岩的变形.在现场试验中，NPR锚索能够将围岩变形量从原来的大于2 m减小到108 mm,并且减小了支护结构的受力，有助于避免昌宁隧道初期支护变形和二次衬砌破坏的隐患.
关键词

隧道工程 NPR锚索控制技术模型试验现场试验
基金项目(Foundation)

国家自然科学基金项目(41941018)；
文章目录

1 工程概况
1.1 工程地质条件
1.2 隧道变形破坏特征
2 NPR锚索开挖应力补偿支护设计
2.1 开挖应力补偿支护原理
2.2 NPR锚索特性
2.3 NPR锚索支护设计
3 NPR锚索支护物理模型试验
3.1 相似关系
3.2 相似材料
3.3 试验过程设计
3.4 模型试验结果分析
3.4.1 位移场特征分析
3.4.2 温度场特征分析
3.4.3 应力场特征分析
3.4.4 NPR锚索轴力特征分析
4 现场试验效果
5 结论
引用格式

陶志刚,张博,杨康等.昌宁隧道软岩大变形及NPR锚索开挖补偿支护技术[J].中国矿业大学学报,2023,52(04):660-671.DOI:10.13247/j.cnki.jcumt.20220445.
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