復(fù)合錨固類結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究

匯報人：曾憲明（研究員）

王啟睿（工程師）總參工程兵科研三所二〇一〇年十二月復(fù)合錨固類結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究11研究背景和關(guān)鍵問題一覽2研究內(nèi)容3主要研究結(jié)果與結(jié)論

3.1大規(guī)模事故調(diào)查與定量分析

3.2臨界錨固長度問題研究

3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題

3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用4主要創(chuàng)新點(diǎn)匯報提綱2失事工程243例失事原因311條1.研編背景和關(guān)鍵問題一覽工程事故頻發(fā)“施工”46.9%“設(shè)計”39.9%“投資方（大包方）”6.4%“勘察”3.9%“監(jiān)理”2.3%“規(guī)范”0.6%失事原因概率分布3設(shè)計理論有誤施工工藝不正確投資方、大包方盲目壓價勘察不細(xì)監(jiān)理不嚴(yán)格規(guī)范參數(shù)指標(biāo)有誤很多問題未搞清楚科研浮躁，不求甚解工程失事原因：1.研編背景和關(guān)鍵問題一覽4關(guān)鍵問題

1.概述☆2.錨固類結(jié)構(gòu)諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題☆3.錨固類結(jié)構(gòu)桿體臨界錨固長度問題☆4.平均剪應(yīng)力設(shè)計方法問題☆5.微觀結(jié)構(gòu)理論應(yīng)用范圍問題

6.錨固類結(jié)構(gòu)的“定時炸彈”問題☆7.錨固類結(jié)構(gòu)的3個“同時轉(zhuǎn)移”特性問題1.研編背景和關(guān)鍵問題一覽5☆8.復(fù)合錨固結(jié)構(gòu)加固支護(hù)的優(yōu)化組合問題☆9.地下工程新型復(fù)合錨固結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法問題

10.國外“屈服錨桿”、“吸能錨桿”的借鑒應(yīng)用研究問題

11.影響錨固類結(jié)構(gòu)應(yīng)用的特殊地層的鉆孔機(jī)具問題1.研編背景和關(guān)鍵問題一覽6

12.影響錨固類結(jié)構(gòu)應(yīng)用的某些特殊不良地層邊坡的破壞模式問題

13.錨固類結(jié)構(gòu)支護(hù)邊坡破壞的臨界位移速率問題☆14.錨固類結(jié)構(gòu)抗動載效應(yīng)與機(jī)理問題☆15.錨固類結(jié)構(gòu)理想諸界面剪應(yīng)力量測技術(shù)問題

16.錨固類結(jié)構(gòu)鉆孔偏斜率測試技術(shù)問題☆17.錨固類結(jié)構(gòu)中錨桿、錨索、土釘墻、土釘支護(hù)作用機(jī)理異同問題1.研編背景和關(guān)鍵問題一覽7

上述問題的處理與結(jié)果：在4次全國性會議上討論、交流在有影響的核心期刊發(fā)表研究生很感興趣掀起研究討論熱潮開展合作攻關(guān)研究

1.研編背景和關(guān)鍵問題一覽8上述問題的處理與結(jié)果：總計16個問題重點(diǎn)對帶“☆”者作了系統(tǒng)研究（10個問題）此處只匯報4個問題，另匯報1個事故調(diào)查分析所匯報問題與創(chuàng)新點(diǎn)有關(guān)1.研編背景和關(guān)鍵問題一覽9本項目啟動于1999年主要研究內(nèi)容7次現(xiàn)場試驗6次理論分析計算5次室內(nèi)試驗多次應(yīng)用技術(shù)研究多次綜合研究2.研究內(nèi)容10主要依托單位總參工程兵科研三所北京工業(yè)大學(xué)北京科技大學(xué)大連理工大學(xué)清華大學(xué)同濟(jì)大學(xué)中國科技大學(xué)西南交通大學(xué)華東交通大學(xué)2.研究內(nèi)容11主要依托項目①新型復(fù)合錨固結(jié)構(gòu)抗動靜載作用機(jī)理與優(yōu)化設(shè)計方法研究（國家自然科學(xué)基金）②國家重點(diǎn)圖書《巖土工程師手冊》編纂③《基坑與邊坡事故警示錄》編纂④錨索錨桿耐久性、使用壽命與防護(hù)對策研究（國家自然科學(xué)基金項目經(jīng)費(fèi)支持）⑤多個工程項目2.研究內(nèi)容123.1大規(guī)模事故調(diào)查與定量分析

事故案例：243個事故原因：311條特點(diǎn)：定量分析規(guī)模：國內(nèi)最大結(jié)果：論文：發(fā)表專著：出版（建工版當(dāng)年暢銷科技書）反響：強(qiáng)烈3.主要研究結(jié)果與結(jié)論13表3.1-1失事工程實例一覽序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施1某綜合大樓冼逵人工挖孔樁√不詳2某辦公樓林本海毛石基礎(chǔ)√√灰土井墩托換加固3某地下貯水池管立夫等鋼管樁√√混凝土灌注樁+內(nèi)撐4烏海大廈基坑崔瑋沉管灌注樁√堆砂法，木撐5某基坑謝永利等深層攪拌樁√√√建議卸荷、鋼板樁補(bǔ)強(qiáng)6大連某深基坑張維正等錨噴網(wǎng)√√卸荷+預(yù)錨7某深基坑張鑫等土釘支護(hù)√√不詳8天津某工程張惠甸錨碇式板樁結(jié)構(gòu)√不詳9深圳新世界大廈基坑陳德興等人工挖孔樁√土釘支護(hù)10～17南京所街小區(qū)二組團(tuán)工程周洪濤等(7)深層攪拌樁7(7)不詳18遼寧機(jī)械進(jìn)出口大廈基坑劉治模懸臂式預(yù)制樁√√不詳19大連海遠(yuǎn)大廈基坑劉治模鋼管樁√√不詳20大連天津街高層副食品商場劉治?；炷凉嘧丁獭滩辉?4序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施21大連海味飯店大廈劉治?；炷凉嘧丁獭萄a(bǔ)打錨桿22成都錦繡花園工程深基坑任輝啟等噴錨網(wǎng)√√噴錨網(wǎng)23成都人民商場營業(yè)樓基坑黃強(qiáng)灌漿錨桿支護(hù)√增設(shè)灌注樁、灰磚支護(hù)24武漢泰合廣場深基坑王愛勛等鉆孔灌注樁+錨桿√√√注漿：高壓施噴注漿帷幕等25某工程基礎(chǔ)俞增民人工挖孔樁√√鉆孔灌注樁等26某商住樓基坑工程俞增民鉆孔灌注樁+水泥攪拌樁+內(nèi)撐√加強(qiáng)降、止、壓水和注漿27某基坑工程俞增民地下連續(xù)墻+內(nèi)撐√綜合治理水患28鎮(zhèn)江德輝廣場基坑鄧學(xué)才深層攪拌樁√止水、降水、壓漿29某倒虹管趙成憲等放坡+井點(diǎn)降水√綜合治理30某泵站趙成憲等放坡+井點(diǎn)降水√綜合治理31黃浦江上游引水工程某段管道趙成憲等放坡+井點(diǎn)降水√綜合治理32浦東某港倒虹管趙成憲等放坡√√綜合治理33福建船政學(xué)校宿舍樓基礎(chǔ)鄭建興沉管灌注樁√錨桿靜壓樁補(bǔ)強(qiáng)34攀鋼熱電鼓風(fēng)機(jī)站史永忠部分預(yù)錨支護(hù)√預(yù)錨、擋墻、抗滑樁等續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽15序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施35某工程A王杰樹根樁+深層攪拌樁或樹根樁+壓密注漿√地下連續(xù)墻36某工程B王杰鉆孔灌注排樁+壓密注漿√深層攪拌樁37某工程C王杰深層攪拌樁√增大樁入土深度等38某工程D王杰地下連續(xù)墻√增大墻入土深度等39某深基坑工程曾憲明等人工挖孔樁+預(yù)錨√√噴錨網(wǎng)加固40鞍山某大廈孟達(dá)等灌注樁+錨桿√√增大樁入土深度，深井降水等41浙江某大型軟土基坑吳星水泥土擋墻√√混合半自立式擋土墻等42山東郵電通訊物質(zhì)大樓基坑王洪恩等土釘支護(hù)√√降水，預(yù)錨加固等43廣州××大廈基坑劉瑞朝等噴錨網(wǎng)支護(hù)√√√不詳44石家莊某高層建筑基坑余志成等灌注樁+錨桿√不詳45長春新世界廣場工程余志成等人工挖孔樁+錨桿√不詳續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽16序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施46濟(jì)南某大廈工程余志成等懸臂灌注樁；鋼管懸臂樁；放坡√√不詳47南京進(jìn)香河農(nóng)貿(mào)市場大樓基坑余志成等鉆孔灌注樁+錨桿√√不詳48南京交通銀行大樓基坑余志成等懸臂灌注樁√√不詳49南京人民商場改建一期工程余志成等排樁，深層攪拌樁√不詳50上海某工程基坑余志成等鉆孔灌注樁+壓密注漿√√不詳51上海某工程基坑余志成等水泥攪拌樁√不詳52上海某工程基坑余志成等護(hù)壁樁；地下連續(xù)墻√加大樁、墻埋入深度53杭州凱旋門大廈深基坑江虹鉆孔灌注樁+水泥拌樁，鋼管內(nèi)撐√√樁間加網(wǎng)噴，坑內(nèi)外降水等54閃光大廈基坑李東霞等護(hù)坡樁，混凝土預(yù)制管沉井降水√√土釘墻方法加固55某教工宿舍樓涂序文人工挖孔樁√磚砌圓筒沉井護(hù)壁工藝56寧波鎮(zhèn)海廣播電視大廈黃強(qiáng)混凝土灌注樁√不詳57深圳海王大廈基礎(chǔ)程鑒基大直徑人工挖孔樁√√化學(xué)灌漿續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽17序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施58洛陽某基坑曾憲明無支護(hù)√√√綜合法59上海某引水工程施履祥等放坡，井點(diǎn)降水√板樁等60上海肇嘉濱污水泵站施履祥等鋼板樁+內(nèi)撐√√增井點(diǎn)、溝管排水，宜用沉井施工法61上海重型機(jī)械廠深基坑施履祥等板樁，鋼筋混凝土樁√√二級井點(diǎn)降水，坑邊不堆土，加橫撐62銅山單集泵站訾劍華放坡1：3√√設(shè)置降水系統(tǒng)，固坡，清基63某工程基坑王翠微等護(hù)坡樁+錨桿√不詳64宮華大酒店工程田裕甲等土釘墻√√堵縫、排水等綜合措施65財政廳深基坑搶險工程田裕甲等人工挖孔樁等√錨桿加固，排水等66銀都大世界田裕甲等人工挖孔樁+錨索√√綜合措施67某區(qū)人防辦公大樓田裕甲等人工挖孔樁+圈梁+放坡√加錨索背柱，樁間網(wǎng)噴68裕豐大廈基坑田裕甲等網(wǎng)噴，錨桿（索）支護(hù)√√提高預(yù)錨噸位，井點(diǎn)降水等69泰安大廈基坑田裕甲等挖孔樁護(hù)壁√切斷水源，保證挖孔樁質(zhì)量70某交易所大廈基坑田裕甲等無支護(hù)√√型鋼支撐、封水等續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽18序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施71上海廣東路某基坑田裕甲等地下連續(xù)墻√不詳72武漢某高層建筑田裕甲等承載樁√不詳73珠海曼哈頓廣場基坑田裕甲等地下連續(xù)墻√不詳74北海凌元宮基坑田裕甲等素混凝土灌注樁√不詳75北部灣商城田裕甲等素混凝土灌注樁√不詳76柳州興隆大廈基坑田裕甲等挖孔樁√封閉樁間土，排水77廈門某商業(yè)城李占滋人工挖孔樁+圈梁√√抗剪強(qiáng)度參數(shù)值減小等78福州某大樓基坑李占滋沖孔灌注樁+鎖口梁+角撐√不詳79福州某大樓基坑李占滋鋼筋混凝土預(yù)制樁+鎖口梁√√不詳80廈門廈禾路某飯店基坑李占滋人工挖孔樁+鎖口梁√√不詳81福州湖東路某大廈基坑李占滋沖孔灌注樁+內(nèi)撐+鎖口梁√√√不詳82廈門廈禾路某大廈基坑李占滋地下連續(xù)墻√不詳續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽19序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施83福州五四路某酒店基坑李占滋預(yù)制樁√√不詳84某商廈基坑朱向榮等粉噴樁√√施噴樁等85無錫吉祥大廈深基坑王勝天等灌注樁+圈梁√√√濾網(wǎng)管井等86長沙華聯(lián)大廈深基坑譚族榮等懸臂樁+圈梁√√√增設(shè)懸臂樁等87某沉淀池基礎(chǔ)劉壽才振動沉管灌注樁√√√短樁補(bǔ)強(qiáng)等88上海新律大廈樁基工程顧建生等預(yù)制樁√不詳89浦東通貿(mào)大廈顧建生等預(yù)制樁√不詳90上海良友商廈顧建生等預(yù)制樁√補(bǔ)打鋼管樁和鋼筋混凝土短樁91浦東大康花園B樓顧建生等預(yù)制樁√補(bǔ)樁92浦東富都大廈顧建生等預(yù)制樁√不詳93上海嘉定商廈樁基工程顧建生等預(yù)制樁√重新制樁等94上海某沉淀池顧建生等鉆孔灌注樁√補(bǔ)樁、壓密注漿等95上海舉賢商廈工程顧建生等鉆孔樁√不詳96上海某6號高層住宅樓顧建生等鉆孔灌注樁√不詳97浦東供銷商廈顧建生等圍護(hù)樁√√不詳98浦東某高科技大廈顧建生等深層攪拌樁√修正施工工藝?yán)m(xù)表3.1-1失事工程實例一覽20序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施99黃埔寧中大廈顧建生等鉆孔灌注樁+深層攪拌樁+壓密注漿√在滲水處加做壓密注漿100上海東方尤邸工程顧建生等地下連續(xù)墻√不詳101上海多倫商廈顧建生等地下連續(xù)墻√不詳102某工業(yè)大樓深基坑工程唐業(yè)清等攪拌樁√√不詳103海口宇海賓館基坑唐業(yè)清等噴錨支護(hù)√不詳104廣州某深基坑唐業(yè)清等支護(hù)樁√不詳105太原某商業(yè)銀行營業(yè)大廈深基坑唐業(yè)清等支護(hù)樁√不詳106北京某工程深基坑唐業(yè)清等支護(hù)樁+錨桿√不詳107上海某大廈工程唐業(yè)清等地下連續(xù)墻+內(nèi)撐√不詳108上海某相鄰高層建筑基礎(chǔ)唐業(yè)清等預(yù)制樁基礎(chǔ)√合理安排打樁順序，控制打樁速率109?？诤晖髲B基坑唐業(yè)清等放坡+井點(diǎn)降水+噴錨支護(hù)√√不詳110～204(94)不詳唐業(yè)清等不詳2513010(94)不詳205鐵路病害邊坡顧湘生等一般支擋√預(yù)錨、減載等續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽21序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施206某電站廠房滑坡張福明等無支護(hù)√√預(yù)錨為主的綜合治理207某電站洞臉邊坡曾憲明無支護(hù)√預(yù)錨208山區(qū)地基滑坡王銀善無支護(hù)√鋼筋混凝土柱+毛料石209某路基坍陷譚毓浚無支護(hù)√注漿加固210某工程擋土墻倒塌羅維德漿砌石擋土墻√拆除重建，反濾帶排水等211某重力式擋土墻倒塌于志清等堆砌重力式擋土墻√部分拆除，內(nèi)側(cè)加固等212某工程黃土嶺滑坡潘永堅無支護(hù)√不詳213深圳某花園大廈基坑曾憲明人工挖孔樁√√土釘支護(hù)加固214深圳衛(wèi)生防疫站辦公樓基坑曾憲明預(yù)制樁√√土釘支護(hù)加固215深圳銀水大廈曾憲明深層攪拌樁√√土釘支護(hù)加固216深圳某住宅樓基坑險情曾憲明土釘支護(hù)√√√土釘支護(hù)加固217深圳地王大廈曾憲明人工挖孔樁+圈梁√土釘支護(hù)加固218深圳某大廈基坑曾憲明地下連續(xù)墻√√√土釘支護(hù)加固219深圳某銀行大廈基坑險情曾憲明土釘支護(hù)√√√土釘支護(hù)加固220煙臺海關(guān)大樓基坑曾憲明鋼管樁√土釘支護(hù)加固續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽22序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施221北京萬福大廈管線損壞曾憲明土釘支護(hù)√土釘支護(hù)加固222北京某大廈基坑曾憲明土釘支護(hù)√√樁+注漿等223寧波某工程基坑曾憲明土釘支護(hù)√√不詳224杭州某工程基坑險情曾憲明土釘支護(hù)√土釘支護(hù)加固225廣州婦兒中心大廈基坑曾憲明護(hù)壁樁√土釘支護(hù)加固226山西某邊坡曾憲明無支護(hù)√減載放坡227鄭州某工程基坑曾憲明預(yù)制樁√不詳228深圳某大廈深基坑曾憲明人工挖孔樁+圈梁√√土釘支護(hù)加固229某電站高邊坡失穩(wěn)曾憲明原鋼筋混凝土擋墻√預(yù)錨等綜合措施230上海某工程主樓基坑周志道等鋼板樁+鋼管撐√√鄰近民房拆除等231上海某工程周志道等地下連續(xù)墻+內(nèi)撐√不詳232上海某基坑工程周志道等灌注樁+攪拌樁+鋼管撐√暗梁支撐，注漿加固，錨桿靜壓樁等233上海某基坑工程周志道等水泥攪拌樁√擋土墻外側(cè)粉噴加固234上海某超大型基坑工程周志道等厚地連墻+鋼筋混凝土支撐√不詳續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽23序號工程名稱資料來源圍護(hù)結(jié)構(gòu)（基礎(chǔ)）類型勘察設(shè)計施工監(jiān)理投資方（大包方）規(guī)范處理措施235上海某基坑工程周志道等灌注樁+水泥攪拌樁+鋼筋混凝土內(nèi)撐√√綜合治理236上海某基坑工程周志道等灌注樁+水泥攪拌樁√不詳237上海某基坑工程周志道等鋼板樁+水泥攪拌樁+鋼筋混凝土內(nèi)撐√不詳238上海東湖商務(wù)樓基坑周志道等鋼筋混凝土板樁√√不詳239廣州新華僑大廈基坑程鑒基地下連續(xù)墻√化學(xué)灌漿240廣州湖北大廈基坑程鑒基鉆孔樁+旋噴樁√化學(xué)灌漿241深圳華僑大酒店大廈基坑程鑒基鋼板樁√化學(xué)灌漿242廣州海洋館基坑徐勛長等鋼筋混凝土護(hù)坡樁√噴錨（管）網(wǎng)支護(hù)243珠海漁委商住樓基坑陳處寬深層攪拌樁+圈梁√綜合治理續(xù)表3.1-1失事工程實例一覽24表3.1-2

失事原因頻數(shù)分布表%123456nx121241467202表3.1-3

失事原因經(jīng)驗分布表X123456W0.0390.3990.4690.0230.0640.00625表3.1-4

失事工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型頻數(shù)分布表Y1234567891011ny632291842151715表3.1-5

失事工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)類型頻數(shù)分布表Y1234567891011W0.4260.0810.0140.0610.0070.0540.0270.0140.1010.1150.10126表3.1-6

失事工程處理措施頻數(shù)分布表Z1234567891011nz131431130210241表3.1-7

失事工程處理措施經(jīng)驗分布表Z1234567891011W0.1440.0110.0440.0330.0110.0110.3330.0220.1110.2670.01127圖3.1-1失事原因X的分布折線28圖3.1-2

失事工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)Y的分布折線29圖3.1-3

失事工程處理措施Z的分布折線303.1大規(guī)模事故調(diào)查與定量分析失事案例分析體例工程地質(zhì)條件建造方法事故（險情）經(jīng)過處置方法與結(jié)果事故原因分析31結(jié)果：60萬字專著，建工版暢銷書《基坑與邊坡事故警示錄》事故原因可信：專家鑒定會結(jié)論事故案例243例：數(shù)量、質(zhì)量居全國之首社會影響：較大3.1大規(guī)模事故調(diào)查與定量分析323.2臨界錨固長度問題研究概念：任一巖土介質(zhì)中錨固類結(jié)構(gòu)桿體的極限錨固長度，長于此長度的設(shè)計將導(dǎo)致安全隱患和浪費(fèi)，短于此長度者錨固潛力不能充分發(fā)揮。奇異現(xiàn)象：桿體較長和較短時錨固力一樣發(fā)現(xiàn)時間：國外：1965，國內(nèi)：1980問題：未在理論上深究設(shè)計：仍按每米拉拔力（平均剪應(yīng)力理論）進(jìn)行，或按若干倍直徑設(shè)計此概念由本項目提出（1990）3.主要研究結(jié)果與結(jié)論33重要研究結(jié)論：介質(zhì)：任一介質(zhì)中都存在唯一一個臨界錨固長度值特點(diǎn)：這個長度值在此介質(zhì)中是一個常數(shù)機(jī)理：極限剪應(yīng)力、零值剪應(yīng)力、漿體局部破壞同時發(fā)生向桿體深部轉(zhuǎn)移特點(diǎn)：剪應(yīng)力沿兩個正交方向作空間連續(xù)衰減趨勢：以臨界錨固長度為基礎(chǔ)的優(yōu)化設(shè)計方法可能取代現(xiàn)行設(shè)計方法意義：重大3.2臨界錨固長度問題研究343.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究本項目所做實際工作及結(jié)果：試驗研究理論研究綜合研究建立試驗判定方法353.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究破壞機(jī)理示意圖：圖3.2-1錨桿破壞機(jī)理示意363.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-2長度錨桿測點(diǎn)布置373.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-31m長度錨桿的應(yīng)變值沿桿體長度的分布383.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-44m長度錨桿的應(yīng)變值沿桿體長度的分布393.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-54m長度錨桿的應(yīng)變值沿桿體長度的分布403.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-68m長度錨桿的應(yīng)變值沿桿體長度的分布413.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-78m長度錨桿的應(yīng)變值沿桿體長度的分布423.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-812m長度錨桿的應(yīng)變值沿桿體長度的分布433.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-912m長度錨桿的應(yīng)變值沿桿體長度的分布443.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究試驗結(jié)果：圖3.2-1012m長度錨桿的應(yīng)變值沿桿體長度的分布453.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究理論研究（半理論半經(jīng)驗）研究方法據(jù)實測結(jié)果擬合彈性分析剪應(yīng)力分布狀態(tài)比較①煤炭科學(xué)研究院方法②陸士良、湯雷方法③明德林（R.D.Mindlin）位移解方法④基于局部變形假設(shè)（Winkler假設(shè)）方法（切向彈簧）463.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究理論研究（半理論半經(jīng)驗）結(jié)果：剪應(yīng)力分布狀態(tài)為負(fù)指數(shù)規(guī)律與方法③、④相近方法①~④未作進(jìn)一步的臨界錨固長度分析普遍局限原因鋼筋、鋼絞線彈性界面、圍巖非彈性473.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究理論研究（半理論半經(jīng)驗）圖3.2-11軸應(yīng)變的對比483.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究理論研究（半理論半經(jīng)驗）圖3.2-12理論解與根據(jù)應(yīng)變實測結(jié)果擬合解對比493.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究理論研究（半理論半經(jīng)驗）結(jié)論：高強(qiáng)介質(zhì)臨界錨固長度短（極高例外）中強(qiáng)介質(zhì)臨界錨固長度居中低強(qiáng)介質(zhì)臨界錨固長度長介質(zhì)一定臨界錨固長度為常數(shù)503.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究綜合研究：一種有效研究方法國外相關(guān)文獻(xiàn)67

國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)64

國籍：美國，英國，澳大利亞，日本，加拿大，前蘇聯(lián)，中國，法國，新西蘭，挪威，瑞典，意大利……513.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究綜合研究結(jié)果：國外只有相關(guān)文獻(xiàn)國外沒有直接研究結(jié)果國外沒有臨界錨固長度的概念和判別方法國內(nèi)在近10年來有較多直接研究成果國內(nèi)在近5年來形成研究熱潮，理論成果較多，專項試驗少523.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.2臨界錨固長度問題研究臨界錨固長度判定方法：峰值剪應(yīng)力轉(zhuǎn)移零值剪應(yīng)力轉(zhuǎn)移漿體局部破壞轉(zhuǎn)移誤差：相鄰二測點(diǎn)間距離同時發(fā)生轉(zhuǎn)移空間長度為常數(shù)臨界長度533.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題基本情況：概念：剪應(yīng)力沿交界面的分布呈均勻狀態(tài)理論基礎(chǔ)：微觀結(jié)構(gòu)理論危害：既浪費(fèi)又不安全提出：D.J.Pinchin和D.Tabor（1978）[3，4，5]研究：A.Benter,S.Diamond和S.Mindess（1985）[6]發(fā)展：其他人[7~8]進(jìn)一步研究和發(fā)展地位：在國際上居于壟斷地位國內(nèi)外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：絕大多數(shù)采用平均剪應(yīng)力方法，極少由試驗確定543.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題微觀結(jié)構(gòu)理論：漿體材料在界面處存在一個相對較弱的界面區(qū)。此界面區(qū)主要由氫氧化鈣晶體、C-S-H等組成，對界面力學(xué)特性起著非常重要的作用。由于界面層材料的微觀構(gòu)造尺寸即使與很細(xì)的鋼纖維相比仍然非常小，因而纖維直徑的變化不會引起界面層微觀結(jié)構(gòu)的變化。553.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題微觀結(jié)構(gòu)理論的推廣：鑒于此，D.J.Pinchin等提出了基于平均剪應(yīng)力的界面剪切強(qiáng)度與摩擦剪應(yīng)力計算方法，并認(rèn)為可以用表面處理相同的鋼條或鋼筋替代鋼纖維進(jìn)行試驗，以確定錨桿界面的力學(xué)特性。563.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：試驗理論研究分析探究其理論根源倡導(dǎo)以臨界錨固長度的概念和設(shè)計方法取代平均剪應(yīng)力的概念和設(shè)計方法573.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

試驗結(jié)果圖3.3-11#土釘微應(yīng)變-時間關(guān)系曲線583.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：試驗結(jié)果圖3.3-21#土釘微應(yīng)變沿釘長分布形態(tài)593.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題

a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

試驗結(jié)果圖3.3-32#土釘微應(yīng)變-時間關(guān)系曲線603.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題

a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

試驗結(jié)果圖3.3-42#土釘釘長上微應(yīng)變隨時間變化曲線613.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

試驗結(jié)果圖3.3-53#土釘微應(yīng)變-時間關(guān)系曲線

623.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

試驗結(jié)果圖3.3-63#土釘應(yīng)變沿釘長分布形態(tài)633.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

試驗結(jié)果圖3.3-74#土釘應(yīng)變-時間關(guān)系曲線643.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

試驗結(jié)果圖3.3-84#土釘應(yīng)變沿釘長分布形態(tài)653.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

理論分析圖3.3-9

有限元計算網(wǎng)格劃分圖663.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

理論分析（a）無土釘支護(hù)（b）有土釘支護(hù)圖3.3-10

不同支護(hù)結(jié)構(gòu)開挖變形比較（挖深為3.5m）673.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

理論分析（a）無土釘支護(hù)（b）有土釘支護(hù)圖3.3-11

不同支護(hù)結(jié)構(gòu)開挖矢量場比較683.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

理論分析（a）無土釘支護(hù)（存在塑性區(qū)）（b）有土釘支護(hù)（只在表面形成拉張區(qū)）圖3.3-12不同支護(hù)結(jié)構(gòu)由開挖引起塑性區(qū)比較693.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

理論分析圖3.3-13土釘支護(hù)實測值與計算值比較703.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題質(zhì)疑平均剪應(yīng)力所做的工作：

理論分析圖3.3-14第三步開挖時各排土釘軸力分布曲線713.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題a.平均剪應(yīng)力問題綜合研究的重要結(jié)論：①剪應(yīng)力遠(yuǎn)不是均勻分布的②微觀結(jié)構(gòu)理論超出了其適用范圍③采用平均剪應(yīng)力法既不安全也不經(jīng)濟(jì)④現(xiàn)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)中以平均剪應(yīng)力法為基礎(chǔ)的設(shè)計方法必須修改

72因此，關(guān)于平均剪應(yīng)力問題總體研究狀況評述：質(zhì)疑：國內(nèi)、國外、非主流我們的工作：

1.發(fā)現(xiàn)問題

2.證明和證實

3.探討機(jī)理

4.深究理論基礎(chǔ)：微觀結(jié)構(gòu)理論

5.建立取代方法：臨界錨固長度法733.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題基本概念：諸界面：第1、2、3界面第1界面：鋼筋（鋼絞線）與砂漿第2界面：砂漿與孔壁（圍巖）第3界面：圍巖介質(zhì)內(nèi)部

743.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題存在問題：破壞發(fā)生的條件？破壞發(fā)生的方式？破壞與破壞之間的關(guān)聯(lián)？破壞的機(jī)理—界面間剪應(yīng)力相互作用753.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題研究狀況：基本情況：孤立的研究，國內(nèi)國外同設(shè)計方法：相對獨(dú)立，主要針對第1，2界面特點(diǎn)：第2界面多，第1界面中，第3界面少提出問題：本項目研究問題：本項目763.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題圖3.3-15

諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系773.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題破壞模式：4種鋼筋（鋼絞線）斷裂（現(xiàn)行設(shè)計考慮）沿第1交界面滑移沿第2交界面滑移（現(xiàn)行設(shè)計考慮）沿第3交界面滑移783.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題我們的工作：室內(nèi)試驗理論分析現(xiàn)場觀測綜合研究793.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題基本觀點(diǎn)：力傳遞（正交方向）應(yīng)力衰減原理（非彈性體）優(yōu)先破壞效應(yīng)（破壞唯一性）（某一破壞發(fā)生同時，其他破壞不會發(fā)生）時空效應(yīng)（受力變形全方位連續(xù)進(jìn)行）803.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題試驗結(jié)果闡釋：傳遞、衰減、唯一性、時空圖3.3-16

諸界面剪應(yīng)力的傳遞與衰減813.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題試驗結(jié)果簡介：圖3.3-17

制作完畢后的試件823.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題試驗結(jié)果簡介：圖3.3-18

試件應(yīng)變測點(diǎn)布置833.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題試驗結(jié)果簡介：(a)高強(qiáng)介質(zhì)試件(b)中強(qiáng)介質(zhì)試件(c)低強(qiáng)介質(zhì)試件圖3.3-19實測錨桿內(nèi)錨固段桿體軸應(yīng)變分布曲線843.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題試驗結(jié)果簡介：

(a)高強(qiáng)介質(zhì)試件(b)中強(qiáng)介質(zhì)試件(c)低強(qiáng)介質(zhì)試件圖3.3-20

錨桿第一界面剪應(yīng)力分布形態(tài)85

圖3.3-21第二界面剪應(yīng)力分布形態(tài)3.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題試驗結(jié)果簡介：(a)高強(qiáng)介質(zhì)試件(b)中強(qiáng)介質(zhì)試件(c)低強(qiáng)介質(zhì)試件863.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題第三界面發(fā)生滑移的條件：

鋼筋（鋼絞線）抗拉力≥第一界面抗剪力第一界面抗剪力≥第2界面抗剪力第2界面抗剪力＞第3界面抗剪力第3界面介質(zhì)：通常為不良地質(zhì)體873.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題理論研究簡介：

圖3.3-22各錨桿桿體軸應(yīng)變分布擬合曲線(a)高強(qiáng)介質(zhì)試件(b)中強(qiáng)介質(zhì)試件(c)低強(qiáng)介質(zhì)試件883.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題理論研究簡介：

圖3.3-23荷載系數(shù)Kp－P關(guān)系曲線893.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題理論研究簡介：

圖3.3-24錨桿加載時桿體受力分析示意圖903.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題理論研究簡介：

圖3.3-25注漿體與桿體間（第一交界面）剪應(yīng)力分布(a)高強(qiáng)介質(zhì)試件(b)中強(qiáng)介質(zhì)試件(c)低強(qiáng)介質(zhì)試件913.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題理論研究簡介：

圖3.3-26錨桿加載時注漿體受力分析示意圖923.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題理論研究簡介：

圖3.3-27構(gòu)件的剪應(yīng)力分布

(a)高強(qiáng)介質(zhì)試件(b)中強(qiáng)介質(zhì)試件(c)低強(qiáng)介質(zhì)試件39%

35%

39%

933.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力及諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題綜合研究的重要結(jié)論：

國內(nèi)外未進(jìn)行過此問題研究未報道過關(guān)于此問題的概念及成果此問題由本項目組提出并研究。943.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.3平均剪應(yīng)力與諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題b.諸界面剪應(yīng)力相互作用關(guān)系問題綜合研究的重要結(jié)論：

4種破壞模式都可能發(fā)生，且都發(fā)生過，但有唯一優(yōu)先性剪應(yīng)力沿正交方向作空間連續(xù)衰減，第2界面剪應(yīng)力是第1界面剪應(yīng)力衰減的結(jié)果，第3界面剪應(yīng)力是第2界面剪應(yīng)力衰減的結(jié)果每一界面剪應(yīng)力均存在峰值、零值、漿體局部破壞的同時連續(xù)轉(zhuǎn)移特性。953.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用新型復(fù)合錨固結(jié)構(gòu)的概念：

a.單介質(zhì)系統(tǒng)b.雙介質(zhì)系統(tǒng)c.三介質(zhì)系統(tǒng)（毛洞圍巖）（噴錨襯砌-圍巖）（噴錨襯砌-弱化區(qū)-圍巖）

圖3.4-1

單、雙、三介質(zhì)系統(tǒng)的概念963.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用前期成果回顧：

非優(yōu)化

奇異現(xiàn)象追蹤研究結(jié)果：土中，提高3~4倍巖石中，提高2倍以上立項研究（國家自然科學(xué)基金）973.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化問題的提出：

最終

優(yōu)化假設(shè)弱化孔徑弱化孔密度弱化孔長度錨固區(qū)厚度最初983.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化假設(shè)的證明：判定條件：爆心下優(yōu)化孔底壓力為最小

計算方案：改變?nèi)趸讖礁淖內(nèi)趸酌芏雀淖內(nèi)趸组L度改變錨固區(qū)厚度試驗方案：與計算方案相對應(yīng)993.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用研究方法：理論分析試驗驗證確定優(yōu)化值（對比試驗）建立優(yōu)化方法（4因素相互關(guān)系）工程應(yīng)用

1003.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-2模型爆心下方孔底中心單元的壓力時程曲線（模型1）1013.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-3孔徑與孔底單元壓力峰值關(guān)系1023.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-4孔布設(shè)個數(shù)與孔底單元壓力峰值關(guān)系1033.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-5空孔長度與孔底單元壓力的關(guān)系1043.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-6錨固區(qū)厚度與孔底單元壓力的關(guān)系1053.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-7各模型孔底中心單元的拉伸壓力峰值絕對值1063.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-8錨固區(qū)最終損傷參數(shù)δ的分布（模型1）1073.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-9各模型錨固區(qū)損傷參數(shù)δmax1083.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-10洞室拱頂?shù)呢Q直向位移（模型1）1093.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果：

圖3.4-11各模型洞室拱頂?shù)南蛳挛灰品逯?103.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用計算結(jié)果的證實：

優(yōu)化與非優(yōu)化（經(jīng)驗設(shè)計法）對比試驗結(jié)果：抗力優(yōu)化者：是非優(yōu)者2.1倍以上破壞效應(yīng)：優(yōu)化者是非優(yōu)化者的

25%和33%

1113.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

圖3.4-12非優(yōu)化弱化復(fù)合錨固結(jié)構(gòu)支護(hù)洞室（2#洞室）（單位：mm）1123.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

圖3.4-13

優(yōu)化弱化復(fù)合錨固結(jié)構(gòu)支護(hù)洞室（3#洞室）（單位：mm）1133.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

圖3.4-14試驗洞室平面布置圖（略去弱化區(qū)；單位：mm）1143.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（a）土釘和洞室測點(diǎn)布設(shè)及編號（b）土釘應(yīng)變測點(diǎn)布設(shè)位置圖3.4-15土釘和洞室測點(diǎn)布設(shè)圖1153.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（a）爆心位置（b）炮眼位置（3#洞室）圖3.4-16爆心位置和裝藥方法（單位：mm）1163.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

圖3.4-17700gTNT裝藥爆炸后，2#洞室破壞情形1173.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（a）爆心下方洞室拱頂外鼓（b）洞室破壞示意圖圖3.4-18800gTNT裝藥爆炸后，2#洞室破壞情形1183.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（a）實拍照片（b）洞室破壞示意圖圖3.4-19800gTNT裝藥爆炸后，3#洞室洞頂破壞情形1193.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（a）2#洞室口部（b）2#洞室內(nèi)部圖3.4-20900gTNT裝藥爆炸后，2、3#洞室洞頂破壞情形1203.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（c）3#洞室口部（d）3#洞室內(nèi)部圖3.4-20900gTNT裝藥爆炸后，2、3#洞室洞頂破壞情形1213.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（c）2#洞第2炮A2波形（d）3#洞第2炮A2波形圖3.4-21

低爆炸荷載條件下，2#、3#洞室質(zhì)點(diǎn)加速度波形和峰值比較1223.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（a）2#洞第24炮A1波形（b）3#洞第24炮A1波形圖3.4-22在較高爆炸荷載作用下，2#、3#洞室質(zhì)點(diǎn)振動加速度波形和峰值比較1233.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（c）2#洞第24炮A2波形（d）3#洞第24炮A2波形圖3.4-22在較高爆炸荷載作用下，2#、3#洞室質(zhì)點(diǎn)振動加速度波形和峰值比較1243.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（a）2#洞室第2炮S4波形（b）3#洞室第2炮S4波形圖3.4-23低動載下頂部土釘動應(yīng)變波形與峰值比較1253.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（C）2#洞室第2炮S5波形（d）3#洞室第2炮S5波形圖3.4-23

低動載下頂部土釘動應(yīng)變波形與峰值比較1263.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（a）2#洞室第8炮S1波形（b）3#洞室第8炮S1波形圖3.4-24較高動載下洞室頂部土釘動應(yīng)變波形與峰值比較1273.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用驗證試驗結(jié)果：

（c）2#洞室第22炮S1波形（d）3#洞室第22炮S1波形圖3.4-24

較高動載下洞室頂部土釘動應(yīng)變波形與峰值比較1283.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)抗力對比試驗：目的：優(yōu)化設(shè)計方法：現(xiàn)場對比試驗介質(zhì)：Q2黃土評價依據(jù)：宏觀破壞效應(yīng)量測結(jié)果結(jié)果：優(yōu)化者是單一結(jié)構(gòu)抗力的5.1倍

1293.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

a.單一錨固結(jié)構(gòu)支護(hù)洞室（1#）b.優(yōu)化復(fù)合錨固結(jié)構(gòu)支護(hù)洞室（3#）圖3.4-25兩種錨固結(jié)構(gòu)支護(hù)洞室斷面圖（單位：mm）1303.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

圖3.4-26

兩種錨固結(jié)構(gòu)支護(hù)洞室平面布置圖（略去3#洞室的弱化孔群；單位：mm）1313.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

（a）土釘和洞室測點(diǎn)布設(shè)及編號（b）土釘動應(yīng)變測點(diǎn)布設(shè)位置圖3.4-27土釘和洞室測點(diǎn)布置圖1323.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

（a）爆心位置（b）炮眼位置（3#洞室）圖3.4-28爆心位置和裝藥方法（單位：mm）1333.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

圖3.4-29500gTNT裝藥量爆炸后，1#洞室拱頂破壞狀態(tài)展開圖1343.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

（a）洞室拱頂破壞素描圖（b）拱頂剝落破壞情形（鋼絲網(wǎng)外露）圖3.4-30600gTNT裝藥量爆炸后，1#洞室拱頂破壞狀態(tài)1353.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

圖3.4-31700gTNT裝藥量爆炸后，1#洞室被完全堵塞1363.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

（a）洞室拱頂過臨界破壞情景（b）洞室拱頂破壞素描圖圖3.4-32800gTNT裝藥量爆炸后，3#洞室拱頂過臨界破壞狀態(tài)1373.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

（a）爆炸后3#洞室口部破壞情形（b）爆炸后3#洞室內(nèi)部破壞情形圖3.4-33900gTNT裝藥量爆炸后，3#洞室頂部發(fā)生震塌堵塞破壞情形1383.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

169.0113.0

(a)1#洞第23炮A1(b)3#洞第23炮A1圖3.4-341#與3#洞室拱頂加速度波形和峰值比較1393.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

90.248.6

(c)1#洞第22炮A1(d)3#洞第22炮A1圖3.4-341#與3#洞室拱頂加速度波形和峰值比較1403.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

(a)1#洞第18炮S1波形（200gTNT）(b)3#洞第18炮S1波形（200gTNT）1413.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

(c)1#洞第19炮S1波形（250gTNT）(d)3#洞第19炮S1波形（250gTNT）1423.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

(e)1#洞第21炮S1波形（350gTNT）(f)3#洞第21炮S1波形（350gTNT）1433.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

(g)1#洞第22炮S1波形（400gTNT）(h)3#洞第22炮S1波形（400gTNT）1443.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

（i）1#洞第23炮S1波形（500gTNT）（j）3#洞第23炮S1波形（500gTNT）圖3.4-35

兩種錨固結(jié)構(gòu)洞室拱部土釘動應(yīng)變波形與量值的比較1453.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

圖3.4-361#、3#錨固結(jié)構(gòu)洞室拱部土釘動應(yīng)變量值與裝藥量關(guān)系曲線1463.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用優(yōu)化與單一錨固結(jié)構(gòu)對比試驗結(jié)果：

表3.4-1

爆炸裝藥量比較分析洞室類別1#3#3#/1#分析結(jié)果臨界裝藥量級/g5007501.50×臨界前累積裝藥量/g326046101.41×臨界后累積裝藥量/g50025505.1√震塌堵塞裝藥量級/g7009001.30×震塌堵塞前累積裝藥量/g456062601.40×震塌堵塞后累積裝藥量/g70024003.4臨界至震塌堵塞累積裝藥量/g120049504.13√1473.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用新型復(fù)合錨固結(jié)構(gòu)的應(yīng)用：

工程地點(diǎn)：山西太谷工程性質(zhì)：導(dǎo)彈儲備庫設(shè)計特點(diǎn)：工程經(jīng)驗法（當(dāng)時優(yōu)化問題正在研究中）1483.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用應(yīng)用結(jié)果：

圖3.4-37

土質(zhì)洞庫復(fù)合土釘支護(hù)參數(shù)設(shè)計（單位：mm）1493.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用應(yīng)用結(jié)果：

圖3.4-38土質(zhì)洞庫開挖次序1503.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用應(yīng)用結(jié)果：

圖3.4-39

洞內(nèi)進(jìn)尺0m處變形收斂時程曲線1513.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用應(yīng)用結(jié)果：

圖3.4-40洞內(nèi)進(jìn)尺10m處變形收斂時程曲線1523.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用應(yīng)用結(jié)果：

圖3.4-41

洞內(nèi)進(jìn)尺20m處變形收斂時程曲線1533.主要研究結(jié)果與結(jié)論3.4新型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法研究與應(yīng)用