预应力锚杆柔性支护法：竖向土拱效应分析

"预应力锚杆柔性支护法面层上的竖向土拱效应* (2014年)" 本文详细探讨了预应力锚杆在柔性支护法中的应用及其对竖向土拱效应的影响。预应力锚杆是地下工程中常用的一种支护结构，其作用是通过施加预应力来稳定围岩，防止地层变形。作者通过分析预应力锚杆之间的土拱效应，得出了土拱曲线的数学模型。模型显示，土拱的拱高与土体的物理特性密切相关，具体表现为粘聚力和内摩擦角越大，拱高越小；锚杆间距增大则导致拱高增加。 进一步，作者推导了在土拱效应不完全发挥和完全发挥两种情况下，预应力锚杆对喷射混凝土面层上土压力的解析解。他们发现，无论哪种情况，土压力都会随着土体重度和锚杆间距的增加而增加，同时，随着土体内摩擦角、粘聚力以及面层与土体间的摩擦角增大而减小。有趣的是，虽然两者最终都会趋近于一个常数解，但在土拱效应不完全发挥时，计算得到的土压力会高于完全发挥的情况。 实际工程监测数据与理论计算结果进行了对比，结果显示在土拱效应不完全发挥时，理论解与监测数据更为一致。这表明在实际工程应用中，考虑到土拱效应的不完全发挥对于理解和预测喷射混凝土面层的受力状况至关重要。论文提出的计算公式为预应力锚杆柔性支护面层上的土压力计算提供了理论依据，并可指导面层的设计工作。 关键词涉及的方面包括土拱效应，即由于锚杆支撑产生的土体拱形结构对压力分布的影响；喷射混凝土，作为柔性支护的重要组成部分，它能有效承受土压力并保护围岩；柔性支护法，这种方法允许围岩有一定的变形空间，以适应地层的压力变化；锚杆，作为主要的支护手段，通过预应力技术增强稳定性。 这篇论文深入研究了预应力锚杆柔性支护法的土拱效应，为地下工程的稳定性和安全性提供了理论支持，对于工程实践具有很高的参考价值。