拉压复合型锚杆锚固机理的数值及模型试验应用研究

针对全长注浆锚杆在深部隧洞中支护作用的局限性，为有效控制隧洞围岩变形、增强锚杆承载性能，本文采用有限元数值模拟法深入研究拉压复合型锚杆支护结构在岩石隧道加固过程中受到拉拔荷载作用下的界面失效特征及力学传递机制，并将锚杆应用在超载模型试验中，探究锚杆的支护性能。研究结果表明：锚固体与围岩相互作用接触界面的力学演化共经历了弹性阶段、塑性软化阶段、完全滑移阶段的渐进式失效过程。界面剪切力的传递也是从拉拔荷载较小时出现在承载板处，随拉拔荷载增大，向锚固段两侧转移，呈现双峰趋势。根据锚杆界面剪切力分布规律，提出了复合锚杆在低荷载和高荷载拉拔作用下的剪切力分布模型，此模型具有普遍性，进行的室内超载模型试验得出复合锚杆支护效果优于普通锚杆的结论，此研究可为复合锚杆在深埋隧洞等地下工程中的应用提供一定的参考价值。