地下洞室预应力锚杆支护机理及设计参数确定方法研究
摘要
预应力锚杆支护作为一种高效、经济的洞室支护技术，已日益广泛地
应用于各类地下工程中。但是，由于锚杆与围岩间相互作用的复杂性，因
此直到目前为止，对预应力锚杆支护机理和设计参数确定方法的研究仍处
于探索阶段，设计中依然沿用普通砂浆锚杆的设计方法，理论严重滞后于
实际。
本文从围岩支护特征线理论出发，在预应力锚杆与普通砂浆锚杆的受
力特征、支护机理和支护效果分析的基础上，提出了预应力锚杆支护设计
参数的选用方法，并通过对不戴垫板砂浆锚杆、戴垫板砂浆锚杆和预应力
锚杆不同侧压系数下锚杆的轴力分布、洞室收敛位移、困岩应力场的室内
对比模型试验和现场原型观测试验，论证其设计方法的可行性。
预应力锚杆支护设计参数选用方法已应用于商南公路隧道的支护的设
计中，并取得了良好的技术效果和巨大的经济效益。
Being a high efficiency and good economically cavern-support
techniques, prestressed anchor support has been widely used in
different underground project but, for complexity of interaction
between anchor rod and adjoining-rock, it is still in exploring stage
about the research of both prestressed anchor support mechanism
nd verify design parameter method .To the present, it is still use
normal mortar anchor design whose theory is seriously late for the
practice.
Beginning with theory of adjoining rock support characteristic
curve, this paper base on the force-bearing character, support
mechanism, analyze result of support both presrtessed anchor and
normal mortar anchor, and offer the method of veritying design
parameter of prestressed anchor support. therefore, test with load
and unload washer mortar anchor, prestress anchor in different
coefficient of confinement pressure, observing anchor rod's axial
force distribution, cavern constriction displacement, adjoining
stress field both laboratory correlation model experiment and in-situ
observation. The data show the new technique used is appropriate.
As a more practice design, prestressed anchor support is used
in Shang-Nan road tunnel which possesses fine technical effect and
more economic benefit, so it is being payed much attention to and
made wide use of.
应用于各类地下工程中。但是，由于锚杆与围岩间相互作用的复杂性，因
此直到目前为止，对预应力锚杆支护机理和设计参数确定方法的研究仍处
于探索阶段，设计中依然沿用普通砂浆锚杆的设计方法，理论严重滞后于
实际。
本文从围岩支护特征线理论出发，在预应力锚杆与普通砂浆锚杆的受
力特征、支护机理和支护效果分析的基础上，提出了预应力锚杆支护设计
参数的选用方法，并通过对不戴垫板砂浆锚杆、戴垫板砂浆锚杆和预应力
锚杆不同侧压系数下锚杆的轴力分布、洞室收敛位移、困岩应力场的室内
对比模型试验和现场原型观测试验，论证其设计方法的可行性。
预应力锚杆支护设计参数选用方法已应用于商南公路隧道的支护的设
计中，并取得了良好的技术效果和巨大的经济效益。
Being a high efficiency and good economically cavern-support
techniques, prestressed anchor support has been widely used in
different underground project but, for complexity of interaction
between anchor rod and adjoining-rock, it is still in exploring stage
about the research of both prestressed anchor support mechanism
nd verify design parameter method .To the present, it is still use
normal mortar anchor design whose theory is seriously late for the
practice.
Beginning with theory of adjoining rock support characteristic
curve, this paper base on the force-bearing character, support
mechanism, analyze result of support both presrtessed anchor and
normal mortar anchor, and offer the method of veritying design
parameter of prestressed anchor support. therefore, test with load
and unload washer mortar anchor, prestress anchor in different
coefficient of confinement pressure, observing anchor rod's axial
force distribution, cavern constriction displacement, adjoining
stress field both laboratory correlation model experiment and in-situ
observation. The data show the new technique used is appropriate.
As a more practice design, prestressed anchor support is used
in Shang-Nan road tunnel which possesses fine technical effect and
more economic benefit, so it is being payed much attention to and
made wide use of.
引文
[1] 孙钧、侯学渊，地下结构，科学出版社，1987年2月
[2] 于学馥、郑颖人，地下工程围岩稳定分析，煤炭工业出版社．1983年12月
[3] H·C布雷切夫，地下结构力学，煤炭工业出版社，1985年10月
[4] 水利电力部东北勘测设计院锚喷组，地下洞室锚喷支护，水利水电出版社，1985年1月
[5] 郑颖人、董云飞，地下工程锚喷支护设计指南，中国铁道出版社，1985年4月
[6] 徐桢祥，地下工程试验与测试技术，中国铁道出版社，1994年10月
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[8] 谷兆祺、彭守拙，地下洞室工程，清华大学出版社，1994年5月
[9] 谭学术、鲜学福，复合岩体力学理论及其应用，煤炭工业出版社，1994年6月
[10] 王毅才，隧道工程，人民交通出版社，1993年12月
[11] 蒋泳秋、穆霞英，塑性力学基础，机械工业出版社，1981年5月
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[20] 苏锦昌，预应力锚杆的光弹性试验研究，防护工程，1979年第2期
[21] 顾金才、沈俊，单根预应力锚杆加固范围研究，防护工程．1991年第1期
[22] 廖心北、顾金才，预应力锚索的室内模拟试验，防护工程．1991年第1期
[23] 朱维申、李铀等，预应力锚索锚固机理研究，武汉岩上所．1995年
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