预应力锚杆支护应力场叠加效应试验研究

基于相似模拟原理，建立了锚杆支护应力场三维形态分布测试试验台，测试了单根锚杆在不同预紧力条件下的支护应力二维和空间分布情况，以及2根锚杆和4根锚杆共同作用时支护应力叠加分布情况。试验测试结果表明，锚杆支护应力在围岩内部形成了压应力区和拉应力区，随着预紧力的增加，压应力区的分布范围显著增大，拉应力区的分布范围相对固定；应力峰值集中在锚杆轴线附近，沿水平方向迅速衰减，导致应力等值面也由密集变稀疏；2根锚杆共同作用时，应力在2根锚杆中间区域叠加明显，10～200 kPa应力等值面的分布面积均有不同程度的增加，但不同应力等值面的分布面积增量差异显著，20～60 kPa应力等值面的增量占比均超过30%,其中40～50 kPa应力等值面的增量占比更是超过40%;当4根锚杆共同作用时，在适宜预紧力的条件下，部分应力等值面以非闭合面的形式分布在锚杆自由段两端，形成一个具有一定厚度的压缩带。