既有隧道不同扩挖宽度下锚杆参数的优化

以黄山洞隧道工程为依托，通过对现场数据的监测和利用有限元分析软件Midas GTS NX进行数值模拟，分析了不同扩挖宽度下隧道拱顶沉降值、周边收敛值和围岩有效应力变化的规律，并改变锚杆的长度和锚杆间距，分析在不同锚杆长度下围岩有效应力、衬砌应力以及锚杆应力的变化规律，确定了不同扩挖宽度下最优的锚杆长度和锚杆间距.研究结果表明：随着扩挖宽度的增加，围岩有效应力由大至小依次为拱脚处压应力、拱腰处压应力、拱顶处压应力和仰拱处拉应力；拱顶处压应力随扩挖宽度的增大而减小，拱腰处压应力随扩挖宽度的增大而增大，但增大趋势不明显；受单侧扩挖方式的影响，扩挖侧的应力大于非扩挖侧；拱脚处受到应力集中的影响，其压应力随着扩挖宽度的增大而增大；扩挖宽度为1.5～2.5 m时的最优锚杆长度和间距分别为2.5 m和1.7 m,扩挖宽度为3.5～4.5 m时二者分别为3.0 m和1.2 m.