基于夹持效应的普立特大桥隧道锚现场模型试验研究

为揭示隧道锚围岩夹持效应的力学机制，认识隧道锚围岩破坏模式并确定极限抗拔能力，进行圆台形锚体和圆柱形锚体的夹持效应对比试验。试验选择在普立特大桥隧道锚碇区勘探斜洞的2条平行支洞内进行，2种模型试体的侧面积和高度相同，以定量比较因夹持作用引起的隧道锚围岩极限抗拔能力的差别。试验结果表明，与圆柱形锚体模型相比，圆台形锚体模型因存在夹持效应，破坏前的变形量、围岩变形影响范围、破坏时的极限荷载明显增大。圆柱形锚体发生锚体混凝土与围岩接触面破坏，脆性破坏明显。圆台形锚体发生围岩沿不利结构面破坏，且破坏前经历了很长的屈服变形阶段，两者破坏模式完全不同。提出了夹持效应系数的概念及其计算模式，得出弹性阶段夹持效应系数、极限强度夹持效应系数分别为4.48，4.54。夹持效应产生的抗拔能力远远大于混凝土与岩体接触面的抗剪强度，是隧道锚抗拔能力的主要支撑。