巖土錨桿拉拔荷載傳遞分析與FRP智能錨桿監(jiān)測驗證.pdf

1、我國是世界上地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的國家之一。錨桿支護(hù)技術(shù)具有充分調(diào)動巖土體強(qiáng)度、減輕結(jié)構(gòu)物自重以及節(jié)約工程材料等優(yōu)點，近年來已逐漸發(fā)展為地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防與治理的主要技術(shù)手段，在邊坡、基坑以及隧道等巖土工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但是，由于加固對象和工作環(huán)境的復(fù)雜性，至今錨桿支護(hù)原理仍沒有形成一個統(tǒng)一和全面的認(rèn)識，對于復(fù)雜條件下錨桿的應(yīng)力分布與傳遞規(guī)律以及檢測與監(jiān)測技術(shù)等問題亟需更為深入的研究。本文采用理論分析、試驗實測以及工程應(yīng)用相結(jié)合的方法，圍繞

2、錨桿拉拔荷載傳遞與內(nèi)嵌光纖傳感的全尺度監(jiān)測驗證展開了較系統(tǒng)研究，主要內(nèi)容包括：
　　首先，考慮界面非線性特性，從錨桿荷載位移的指數(shù)曲線關(guān)系出發(fā)，建立了錨固界面的曲線剪切滑移模型；采用荷載傳遞函數(shù)法推導(dǎo)了張拉荷載作用下錨桿的荷載傳遞解析解，并通過室內(nèi)和現(xiàn)場實測錨桿拉拔試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證，對錨桿拉拔受力特征進(jìn)行了分析。
　　其次，考慮界面殘余剪切強(qiáng)度影響，進(jìn)一步拓展了錨固界面的曲線剪切滑移模型，利用切比雪夫多項式推導(dǎo)了該模型下錨

3、桿的荷載傳遞解析解，分析了不同殘余剪切強(qiáng)度條件下錨桿的拉拔受力特征，并通過實測數(shù)據(jù)對模型和荷載傳遞解答進(jìn)行了驗證。
　　第三，考慮巖土局部脫空不連續(xù)特征，結(jié)合上述建立的曲線剪切滑移模型及分析方法，構(gòu)建了局部脫空巖土錨桿錨固段的拉拔荷載傳遞解答，對局部脫空巖土錨桿錨固段的拉拔荷載傳遞特征進(jìn)行了探討，分析了局部脫空參數(shù)對錨桿錨固段拉拔荷載傳遞特征的影響。
　　最后，針對實際工程錨桿拉拔受力長期測試的全尺度監(jiān)測需求，在闡述光纖傳感

4、技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，研制了系列內(nèi)嵌光纖FRP智能錨桿，并對其制備工藝進(jìn)行了探討；基于研制的智能錨桿，對均質(zhì)和局部脫空巖土錨桿的受力特征進(jìn)行了拉拔試驗研究，分析了上述工況智能錨桿的應(yīng)力分布和界面損傷特征，探討了智能錨桿對應(yīng)力分布和界面損傷的全尺度監(jiān)測性能，并對比分析了智能錨桿的全尺度監(jiān)測與理論計算結(jié)果，驗證了智能錨桿的全尺度監(jiān)測性能和解析解的有效性。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合某邊坡工程的實際監(jiān)測需求，采用內(nèi)嵌光纖FRP智能錨桿對邊坡加固錨桿的應(yīng)力狀態(tài)