中国公路学报

作者：何满潮, 王博, 陶志刚, 乔亚飞, 肖颖鸣

单位：1. 同济大学 地下建筑与工程系, 上海 200092;2. 中国矿业大学(北京) 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室, 北京 100083"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (41941018); Open Program of State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering (SKLGDUEK2025)

关键词：隧道工程,软岩大变形,让压支护,自适应节点,滑移阻力

基金：国家自然科学基金项目（41941018）；深部岩土力学与地下工程国家重点实验室开放基金项目（SKLGDUEK2025）

针对挤压型软岩隧道大变形问题，基于能量释放的让压支护理念，发明了一种适用于软岩大变形隧道的自适应钢拱架节点；该节点通过滑移实现让压，能够显著降低围岩压力，充分发挥支护材料的性能。通过理论计算与室内试验，研究了自适应节点的轴向承载特性，证实了自适应节点的可行性和让压性能，并总结了自适应节点工作的4个阶段：弹性变形阶段、恒阻滑移阶段、压实阶段和塑性变形阶段。建立了考虑自适应节点细部构造的三维精细化模型，并基于理论解析和试验结果进行了对比分析。研究结果表明：自适应节点能够在保持恒定滑移阻力的同时产生较大变形，对比传统钢架连接节点具有较高的可压缩性；自适应节点的滑移阻力随螺栓扭矩的增大而增大，螺栓扭矩在70，80，90，100 N·m时，理论值、模拟值和试验值吻合较好。对比分析设置自适应节点的钢拱架和传统钢拱架的支护效果可知：在相同收敛变形时，设置自适应节点可使钢拱架的内力显著降低，但在节点处出现了应力集中；设置自适应节点可使钢拱架的极限收敛变形提升10倍左右，能够更好地适应隧道大变形。新型自适应节点取材方便、构造简单，可以为高地应力区软岩公路隧道大变形支护技术研究提供新的思路，但其与围岩的相互作用还未探明，要在实际工程中应用还有待进一步的研究。

来源：2021年第5期

《中国公路学报》期刊编辑部

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