基于人工神经网络的炭质岩隧道锚杆应力计算研究
2020-05-21王才进骆俊晖段隆臣
安全与环境工程 2020年2期
王才进,骆俊晖,张 涛,段隆臣,马 冲
(1.中国地质大学(武汉)工程学院,湖北 武汉 430074;2.广西交通设计集团有限公司,广西 南宁 530029;3.中国地质大学(武汉)数学与物理学院,湖北 武汉 430074)
锚杆支护的使用始于20世纪初期,自德国谢列兹矿最先采用锚杆支护井下巷道以来,锚杆支护以其结构简单、施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在土木工程(包括采矿工程)中得到了广泛的应用。随着全长黏结式锚杆的使用,锚杆在软弱围岩隧道加固中也得到了推广,特别是“新奥法”的成功,进一步确定了锚杆在软弱围岩隧道支护结构中的作用[1-3]。
近年来,研究人员对隧道锚杆支护受力机制进行了大量的研究。如王明恕等[4]根据全长锚固锚杆的作用机理,提出了锚杆的中性点理论;Li等[5]建立了岩石锚杆拉拔试验承受拉力的分析模型,认为锚杆受力是一种叠加力;郭小红等[6]根据锚杆承载拱理论给出了计算系统锚杆承载力的计算方法;文竞舟等[7]通过求解锚杆轴向位移的微分方程,并经过算例分析得出适当增加全长黏结式锚杆的锚固长度能有效改善锚杆的锚固效果。上述关于隧道锚杆应力的计算主要是在理论分析的基础上进行的,但值得注意的是,影响锚杆应力的因素很多,如锚杆的类型、锚固岩土体性质和施工工艺等,这些因素都会影响锚杆的锚固效果,而这些因素难以在现有的理论计算中得到全面考虑,并且理论方法具有地域性限制,所得结果与实际值偏离较大,难以在工程设计中推广应用。……
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