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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (3): 506-514.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.03.008
张春瑜
Modeling and Application of MultiMechanical Characteristics of Anchors in Tunnels Under High Geostress Conditions
ZHANG Chunyu
(China Railway 18th Bureau Group Corporation Limited, Tianjin 300222, China)
摘要:
为解决FLAC3D中Cable模型无法模拟锚杆(索)断裂失效,因而难以合理分析复杂地质条件下围岩稳定性的问题,采用数值计算手段对锚杆模型进行改进,提出锚杆(索)的失效判据,基于FISH语言修正Cable模型法向及锚固剂轴向本构关系,并将算法嵌入到运行程序中。结合Link模型构建多力学特性锚杆模型(MMC模型),并通过开展锚杆拉拔及模拟试验,对MMC模型进行验证。以月直山隧道工程为背景,构建隧道支护算例,对比Cable模型及MMC模型在工程模拟分析中的应用效果。结果表明: 1)修正后的锚杆及锚固剂轴向本构模型包含破坏失效阶段,符合锚杆实际力学行为; 2)锚杆拉拔试验模拟结果和真实试验结果接近,最大误差为2.9%,说明MMC模型能够合理模拟真实锚杆的受力及失效破坏特征; 3)MMC模型在工程模拟中能直观地展现破断失效位置,且能够模拟锚固系统失效,而Cable模型在锚杆达到破坏条件后仍持续为围岩提供支护力,计算结果与实际存在较大偏差; 4)MMC模型扩大了FLAC3D的应用范围及适用性,提高了锚杆支护的模拟能力。