大跨浅埋黄土隧道中系统锚杆受力机制研究

郑州-西安铁路客运专线穿越西北黄土分布的主要地区，而在黄土地区修建跨度超过15.1m、开挖面积达170m2的超大断面大跨度铁路隧道洞群在国内尚属首次，相关的设计理论与经验均较为欠缺，尤其是系统锚杆在黄土隧道中的作用机制及锚固效果尚不清楚，使得设计遇到关键难题。为研究大断面黄土隧道中系统锚杆的作用，通过理论推导，阐明了锚杆的作用机制，指出了浅埋大跨度黄土隧道中锚杆的受力原因。采用理论锚杆单元模型，计算得到与实测数据一致的结果，说明该理论模型能够解释浅埋黄土的锚杆受力情况。综合研究表明，浅埋黄土隧道中拱部系统锚杆的锚固效果较弱，而边墙部锚杆的锚固效果显著。