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近年来,隧道锚凭借自身的土方开挖量小、环境友好、经济成本低以及承载能力强等诸多优点,被广泛应用于各大悬索桥。伴随其在工程中的大量应用,隧道锚结构整体安全性就显得尤为重要。本文基于国家自然科学基金,从隧道锚的工作机理出发,结合某长江大桥隧道锚锚址区的围岩力学参数,采用理论分析和数值模拟等方法,对该类型隧道锚持荷阶段稳定性及其影响因素的影响规律进行了研究。并运用神经网络和一阶可靠度分析方法,对该类型隧道锚安全运行的可靠性问题进行了研究。主要研究成果及工作如下:(1)通过对某长江大桥隧道锚工程的地质情况进行分析,结合现场监测数据,并采用正交试验、理论分析、数值模拟和神经网络相结合的方法,进行合理的围岩力学参数反演,得出围岩弹性模量E=4297MPa、粘聚力c=524.75kPa、内摩擦角φ=35.2°。(2)考虑山体地形特点,通过三维数值模拟,开展实际隧道锚工程的持荷稳定性研究,研究表明:在设计荷载作用下,锚塞体、围岩以及边坡支护的变形值均满足规范要求;围岩应力以剪应力为主,无塑性区产生。在超载作用下,隧道锚主要带动锚塞体底部约15m以上区域产生变形;随着荷载的逐渐增大,围岩剪应力峰值点逐渐由锚塞体后锚面转移至距后锚面约5m位置的锚-岩接触面附近岩体。(3)基于隧道锚的工作机理,采用数值模拟对隧道锚的稳定性影响因素(包括:隧道锚埋深、前锚室长度、锚塞体间距、锚塞扩展角、锚塞体倾角、锚塞体长度和锚址区围岩质量)及影响规律进行研究,获得不同设计参数下的变形、应力以及围岩塑性区分布规律,并结合灰色关联法对各设计参数进行敏感性分析,得出在依托工程的围岩地质条件下,隧道锚的安全系数对各设计参数的敏感程度排序为:锚塞体长度(0.84)>前锚室长度(0.78)>锚塞体埋深(0.74)>锚塞体间距(0.73)>锚塞体扩展角(0.72)。(4)采用BP神经网络构造隧道锚可靠度研究的极限状态方程,并结合一阶可靠度分析方法,计算隧道锚的失效概率(1.35%)和可靠概率(98.65%),满足目标可靠度(98%)的要求。并对隧道锚可靠度的影响因素进行分析,获得了不同影响因素下隧道锚可靠度的变化规律。