隧道锚抗拔承载力及安全性评估方法

来源：中国血液净化杂志2018年第9期北京时间：

作者：王东英, 汤华, 尹小涛, 秦雨樵, 邓琴

单位：1. 中国科学院武汉岩土力学研究 所岩土力学与工程国家重点实验室, 湖北 武汉 430071;2. 中国科学院大学, 北京 100049

摘要：针对当前隧道锚承载力估值时未考虑锚-岩联合承载，安全性评估中忽略传力构件可靠性的问题，基于楔形效应和隧道锚承载的阶段性特征，推导隧道锚的极限承载力估值公式。综合考虑锚碇系统中传力构件的承载能力和隧道锚的抗拔力，反推得到系统所能承受的拉拔荷载上限值，进而对整个隧道锚系统中各部分的安全性进行评价，且以伍家岗大桥北岸隧道锚工程为依托验证方法的合理性。分析发现：伍家岗大桥隧道锚考虑楔形效应的极限承载力为3 080 MN，是规范计算方法的7倍；传力构件的安全性限制了系统所能承受的拉拔荷载上限值，最大拉拔荷载为486 MN；地质力学模型试验揭露的隧道锚初始抗力为9倍设计缆力，极限承载力为13倍设计缆力，建议公式所对应的结果分别为7倍和14倍。结果表明：隧道锚的楔形效应极大地提高了锚-岩联合体的极限承载力；锚碇系统的安全性应由锚-岩联合承载性能和传力构件可靠性两方面综合确定，承载能力低者为系统承载能力的控制性因素；只有从综合角度对锚碇系统的安全性进行评估，才能确保系统安全可靠；建议的承载力估值公式与试验结果吻合性较好。

关键词：隧道工程,隧道锚,理论分析,极限承载力,安全性评估,模型试验验证

基金资助：国家自然科学基金项目（51778609，41202226）；云南省交通科技项目（云交科（2016）140（A））