中國科學(xué)院武漢巖土所隧道錨工作機(jī)理研究獲進(jìn)展
2017-12-13
隨著中國“一帶一路”和“長江經(jīng)濟(jì)帶”等國家戰(zhàn)略計(jì)劃的實(shí)施，我國橋梁建設(shè)進(jìn)入了前所未有的快速發(fā)展時(shí)期。懸索橋由于其重量輕、用料省等優(yōu)點(diǎn)，其中地錨式懸索橋，可以最大限度地發(fā)揮地基承載力，成本可控。從世界范圍看，地錨式懸索橋作為大跨度和超大跨度條件下的公路橋梁選型已成為一種潮流和趨勢。圖一：模型試驗(yàn)揭示的隧道式錨碇圍巖拉拔破壞機(jī)制地錨主要有巖錨、隧道錨和重力錨等3類形式，巖錨對地層要求最高，隧道錨次之，重力錨要求最低。相對于重力式，隧道錨能較好地利用錨址區(qū)的地質(zhì)條件，具有環(huán)境擾動小（僅為重力錨的20%～25%）、工程量少（僅為重力錨的20%～25%)、投資低（僅為重力錨的30%～35%）的特點(diǎn)，在保護(hù)自然環(huán)境和提高工程建設(shè)效率等方面具有明顯優(yōu)勢。因此，開展隧道錨-圍巖聯(lián)合承載的力學(xué)特性及破壞機(jī)制研究，完善隧道錨相關(guān)設(shè)計(jì)理論，具有重大的戰(zhàn)略意義、學(xué)術(shù)價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。圖二：隧道式錨碇工程建設(shè)的各環(huán)節(jié)中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所計(jì)算巖石力學(xué)課題組，依托國內(nèi)近幾年在建和擬建的多項(xiàng)大跨徑公路地錨式懸索橋工程，利用現(xiàn)場縮尺試驗(yàn)、室內(nèi)模型試驗(yàn)、數(shù)值仿真試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)力學(xué)方法，揭示了隧道錨的結(jié)構(gòu)-圍巖傳力機(jī)制和變形破壞機(jī)理，建立了基于錨碇-圍巖聯(lián)合承載的隧道錨拉拔承載力估值公式，探索了全新的環(huán)境友好型組合式錨碇型式。研究成果可為山區(qū)類似工程的設(shè)計(jì)提供支撐。該系列研究成果發(fā)表在《巖土力學(xué)》、《上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)》、《鐵道工程學(xué)報(bào)》和《交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào)》等國內(nèi)有影響力的期刊，并成功申請國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目。
