涨壳式预应力中空锚杆支护效果及注浆工艺改进研究

为了研究涨壳式预应力中空锚杆对深埋隧道的支护效果,并对现有注浆工艺提出改进措施,依托中兰铁路香山隧道工程,采用有限差分数值分析软件FLAC3D,对比分析了普通砂浆锚杆和涨壳式预应力中空锚杆支护作用下的隧道围岩变形及应力状态变化情况; 开展现场锚固试验研究,分析了锚杆长度和注浆体龄期对锚杆锚固效果的影响; 进行现场注浆试验研究,分析了注浆方式和注浆压力对涨壳式预应力中空锚杆注浆密实度的影响,并对现有注浆工艺提出了改进措施。结果表明:与普通砂浆锚杆相比,涨壳式预应力中空锚杆控制围岩变形、改善围岩应力状态等的效果更佳,其中围岩变形可减小约40%; 相比于锚固长度,注浆体养护龄期对涨壳式预应力中空锚杆的支护效果影响更为显著,当养护龄期为28 d时,支护效果可提升50.12%; 采用中空杆体内注浆方式时,注浆压力需大于0.8 MPa方可达到最佳效果,且该注浆方式适用于涨壳式预应力中空锚杆水平或向下安装; 采用中空杆体外注浆方式时,宜采用更大的注浆压力,且该注浆方式适用于锚杆向上安装; 改进后的锚杆注浆口可以有效防止漏浆,保证了注浆的密实度,对保护锚杆和加强锚杆与地层联结均有积极作用。     

岩石钻孔爆破中Rayleigh波的形成机制与演化特性研究

基于柱状药包爆源特征的分析，从曲面体波在自由表面反射的角度，阐明岩石钻孔爆破中R波的形成机制与形成过程；借助三维动力有限元模拟，对比分析无限和半无限空间中柱状药包爆破诱发地震波的波型与组分，研究R波的形成过程与演化特性，并开展现场爆破验证试验。结果表明：R波由爆源激发的曲面体波在地表面反射形成，且随震中距r增大而逐渐形成，在r约0.6h(h为炸药源埋深)处开始形成，当r超过约2.0h时，可识别到微弱的R波运动，当曲面体波的入射角超过一定临界角(r约为5.0h)时，R波充分形成且可被明显识别；岩石钻孔爆破中，随着r增大，爆源激发的P波逐渐向水平向偏转，将主要贡献于水平向的振动，爆源激发的S波逐渐偏离其优势辐射方位，R波充分形成时，S波的分量很微弱且易被R波覆盖，在r超过(25.0～35.0)h时，R波将主导竖直向的地表振动。