柔性支護簡介

柔性支護指能密貼圍巖或深入到巖體內(nèi)部，有效地發(fā)揮圍巖自承能力，允許圍巖有一定變形而不破壞，甚至同被加固的巖體作整體運動時仍能保證相當(dāng)大支護抗力的支護措施。

學(xué)科：坑探工程

詞目：柔性支護

英文：flexible support

釋文：包括錨桿支護、噴射混凝土支護及噴錨（網(wǎng)）復(fù)合支護等。 2100433B

地下廠房洞室一般采用柔性支護。目前柔性支護都是采用工程類比法按靜力狀態(tài)設(shè)計，其地震動響應(yīng)的影響缺乏理論指導(dǎo)和相應(yīng)研究。我國大部分大型地下廠房建在地震高發(fā)的西南地區(qū)，研究地下結(jié)構(gòu)柔性支護地震動響應(yīng)特性，對地下廠房運行的安全評估理論具有重要意義。本項目依托已建大型地下廠房設(shè)計資料，采用現(xiàn)場調(diào)查、實驗?zāi)M、理論分析、數(shù)值計算等手段，研究圍巖與柔性支護地震動響應(yīng)聯(lián)合作用機理，建立圍巖與柔性支護動力聯(lián)合作用模型；研究柔性支護巖體地震波折射、反射波疊加特性，分析柔性支護結(jié)構(gòu)和圍巖動響應(yīng)損傷演化規(guī)律；研究高效有限元并行計算方法，開發(fā)地下結(jié)構(gòu)柔性支護地震動響應(yīng)高效計算平臺；研究地震動響應(yīng)的時效和耗散能累積突變理論，建立地下結(jié)構(gòu)柔性支護地震動響應(yīng)安全評價體系。通過研究，為大型地下廠房的抗震安全運行和生命周期的評估提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。該項研究成果不僅具有重要的理論意義，對工程設(shè)計也具有重大的指導(dǎo)意義。

我國水利水電大型地下廠房多建在地震高發(fā)的西南地區(qū)，研究地下結(jié)構(gòu)柔性支護地震動響應(yīng)特性，對地下廠房運行的安全評估具有重要意義。本項目依托已建大型地下廠房設(shè)計資料，采用實驗?zāi)M、理論分析、數(shù)值分析相結(jié)合的研究方法，研究地下結(jié)構(gòu)柔性支護的地震動響應(yīng)特性，圍繞柔性支護的作用機理、力學(xué)模型、地震動響應(yīng)、高效算法和安全評價等方面展開研究。經(jīng)歷四年的努力，取得的主要成果有：（1）基于柔性支護加固圍巖的作用機理，建立了錨桿的復(fù)合錨固單元模型，揭示了地震動荷載在圍巖與柔性支護的相互作用機理。建立了錨桿和圍巖協(xié)同變形的力學(xué)模型，建立了考慮錨桿沿程應(yīng)力、錨桿受剪切作用和巖錨吊車梁涂瀝青段的數(shù)值分析模型。（2）提出“開源節(jié)流”的高效計算優(yōu)化思路，構(gòu)建了基于計算機集群和CPU/GPU異構(gòu)的高效并行平臺。針對柔性支護與圍巖的相互作用特性，構(gòu)建地下洞室柔性支護抗震計算數(shù)值分析平臺。（3）研究了地震作用下錨桿應(yīng)力的響應(yīng)過程，及錨桿和圍巖的接觸界面、錨頭界面的損傷過程，揭示地震災(zāi)變中柔性支護和圍巖的損傷演化規(guī)律。（4）研究了不同的錨固參數(shù)組合下，柔性支護的地震動破壞機制、破壞過程及破壞形式，揭示了柔性支護加固圍巖的抗震機理，提出了柔性支護抗震設(shè)防的建議。在本項目資助下，在《Computers and Geotechnics》、《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》、《Shock and Vibration》、《巖石力學(xué)與工程學(xué)報》、《巖土力學(xué)》等期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文22篇，其中SCI收錄8篇，EI收錄14篇。培養(yǎng)博士研究生13人，碩士研究生15人。取得的相關(guān)研究成果完善了地下結(jié)構(gòu)抗震計算基本理論，同時為地下結(jié)構(gòu)柔性支護的抗震設(shè)計提供理論支撐。 2100433B

預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護法是一項全新的支護技術(shù)，作者于1993年提出并用于實際工程中。由于其經(jīng)濟合理、技術(shù)先進、安全可靠，在深基坑支護中得到了廣泛的應(yīng)用。

本書對預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護法的基本原理進行了詳細(xì)的介紹；采用數(shù)值計算方法對預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護法的受力機理進行了研究；分析研究了錨桿預(yù)應(yīng)力大小對基坑塑性區(qū)分布及破壞滑移場的影響；研究了預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護下不同巖土條件的破壞模式；在理論研究基礎(chǔ)上建立了預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護體系的設(shè)計方法；為了便于讀者掌握該技術(shù)，編寫了預(yù)應(yīng)力錨桿柔性支護的設(shè)汁與施工指南；最后通過幾項成功的工程實例幫助讀者應(yīng)用該項技術(shù)。