第45卷第5期 中南大学学报(自然科学版) Vol.45 No.5
2014年5月 JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology) May 2014
不同锈蚀度时海底隧道锚固支护结构岩锚相互作用分析
丁万涛
1
，刘金慧
2
，张乐文
1
(1. 山东大学 岩土与结构工程研究中心，山东 济南，250061；
2. 山东交通学院 土木工程系，山东 济南，250023)
摘要：基于长期氯离子侵蚀及干湿交替环境作用，海底隧道锚固支护结构发生锚杆锈蚀，造成支护结构强度工作
性能劣化，结合某海底隧道Ⅳ级围岩锚固支护结构设计，基于前人研究理论及试验成果，采用数值分析软件
FLAC
3D
并借鉴有限元强度折减思想，分析不同锈蚀程度下隧道的位移、应力、塑性区等影响规律，探讨锈蚀对
锚固支护结构体系中岩锚相互作用的影响。研究结果表明：随着锈蚀度的增加，隧道加锚围岩区的位移增大，塑
性区扩展，说明锚杆锈蚀削弱了锚固支护结构的整体支护强度；锈蚀对隧道加锚围岩起拱线处的收敛变形影响明
显。锚杆锈蚀降低了锚固支护结构中岩锚相互作用，锈蚀对锚固注浆体的黏结作用的损失影响比对锚杆应力作用
的损失影响大。
关键词：锚固模型；锈蚀度；锚固支护；有限元强度折减；劣化
中图分类号：U495 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2014)05−1642−11
Analysisoninteractionofrockboltsinanchorag esupportstructure
ofsubseatunnel atdifferentcorrosionlevels
DING Wantao
1
,LIU Jinhui
2
, ZHANGLewen
1
(1.Geotechnical&Struct uralEngineeringResearch Center, Shandong University,Jinan250061,China;
2. DepartmentofCivilEngineering,ShandongJiaotongUniversity,Jinan250023,Chi na)
Abstract: Because of longterm chloride erosion and alternate dryingwetting effect, anchorage support structure of
subsea tunnel is reinforced corrosion and its strengt h decreases. According to anchorage support structure design of
surroundingrockwithgrade Ⅳ andpreviousresearchtheoryandtestresults,influencerulesondisplacement,stressand
plastic zone of tunnel under different corrosion levels were analyzed, interaction of rockbolts in anchorage support
structureofsubseatunnelcausedbycorrosionwasdiscussedbymeansofnumericalanalysissoftwareFLAC
3D
andidea
offinit eelementstrengthreduction.Theresultsshowthatwiththeincreaseofreinforcedcorrosion,thedeformationof
tunnel’ssurroundingrockaddsboltsandtheareasofplasticzoneincrease,thereinforcementeffectofanchoragesupport
structure gets weak due to cable corrosion. The convergence deformation at springing line is obvious. Corrosion
decreasesbondforceofanchoragebodyandstrengthofanchor bar.Thelosseffectofbondforceofanchoragebodyis
greater thanthatofanchorbarstrength.
Key words: reinforcementmodel;corrosionlevel;anchoragesupport;finiteelementstrengthreduction;deterioration
钢筋锈蚀是导致钢混结构工作性能退化的重要因
素之一，钢筋混凝土结构锈蚀损伤问题已成为近年来
国内外广为关注的研究热点
[1]
。当加筋锈蚀时，因锈
蚀产物的体积往往是几倍于所消耗加筋的体积，将对
收稿日期：2013−06−10；修回日期：2 013−08−11
基金项目：国家重点基础研究发展规划(“973”计划)项目(2013CB036002)；山东省自然科学基金资助项目(ZR2012EEM 006)
通信 作者：丁万涛 (1975−)， 男，山东菏泽 人，副教授， 博士， 从事地 下工程稳 定性及耐久性 等研究与教学工作； 电话：053188392984；
Email:dingwantao@sdu.edu.cn
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