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大变形锚杆支护效应分析

在深部地下工程领域，大变形锚杆获得了广泛的应用。根据其力学和变形特性，建立大变形锚杆-围岩相互作用结构模型。基于该模型通过解析求解来定量分析锚杆加固圆形隧道时的支护效应，并通过同工况数值模拟验证模型和求解方法的有效性。采用上述求解方法，定量分析了原岩应力、岩体强度、以及大变形锚杆安装密度、长度和安装时间对其支护效果的影响规律。分析表明，在高应力或极软岩等恶劣地质条件下，围岩产生较大位移的时候，大变形锚杆可以更好的发挥其支护效应。大变形锚杆加固的主要作用在于限制塑性区围岩的变形，其对塑性区的边界位置以及弹性区岩体变形的控制效果不明显。本文还通过改变安装锚杆时等效内支撑力的大小，揭示了锚杆安装时间对其支护效应的影响规律。本文研究结果可为大变形锚杆支护设计及参数优化提供基础理论依据。