拉力型錨桿錨固機理試驗研究及錨固效果數(shù)值分析.pdf

1、錨桿是將拉力傳遞到穩(wěn)定的巖層或土體的錨固體系，這種體系在工程領(lǐng)域有著廣泛的工程應用與前景，但是目前其理論研究滯后于工程應用，滿足不了工程需求，其錨固機理以及錨固段應力分布規(guī)律、界面力學行為等都還沒有得到統(tǒng)一的解答，對錨桿的設(shè)計也主要采用穩(wěn)定系數(shù)的方法。因此，研究錨桿的錨固機理以及對影響錨桿錨固效果的參數(shù)進行分析，有著實際的工程意義。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴基于局部變形理論，探討了拉力型錨桿界面剪應力和軸向荷載分布形態(tài)，該分布形

2、態(tài)表現(xiàn)為雙曲線形式，分析曲線發(fā)現(xiàn)，錨桿的前半部分承擔著錨桿錨固承載力的80％；同時分析該函數(shù)發(fā)現(xiàn)影響錨桿錨固效果的主要參數(shù)有錨固體的幾何參數(shù)r、錨固體的材料參數(shù)綜合彈性模量E、圍巖體與注漿體的綜合參數(shù)K。
　?、苹谀獱枴獛靷悘姸葴蕜t以及基本假定，推導了拉力型錨桿錐形破壞半徑范圍的理論計算公式，拉力型錨桿在極限狀態(tài)下，錨桿有不同的破壞形式，巖體破壞面形式與錨桿的錨固長度有關(guān)，根據(jù)錨固長度確定錨桿的臨界錨固長度，錨桿分為長錨破壞和短

3、錨破壞。其中發(fā)生長錨破壞時，破壞面為柱面和曲線回轉(zhuǎn)面組成的復合面，發(fā)生短錨破壞時，破壞面為單一的雙曲線回轉(zhuǎn)面。
　?、峭ㄟ^設(shè)計不同的錨固參數(shù)，對錨桿進行拉拔實驗，得到了錨桿在拉拔過程中不同破壞形態(tài)的荷載—位移曲線，該荷載—位移曲線為拉拔過程中的全曲線，包括了錨桿破壞的初期、荷載持續(xù)期、以及殘余摩擦期；并記錄了破壞發(fā)生的全過程。通過拉拔過程中的荷載—位移曲線分析，將錨桿在拉拔過程劃分為彈性階段、彈塑性階段、脫粘階段、殘余摩擦階段，并

4、對每一階段的界面剪應力做了詳細分析，為錨桿體界面力學模型提供參考。
　?、妊芯苛瞬煌^固參數(shù)下錨桿各界面剪應力分布情況，通過實驗發(fā)現(xiàn)錨桿在沿桿體和垂直于桿體兩個方向都是衰減的，并非均勻分布；在靠近孔口最大，錨桿的主要承載力主要在錨固段的前部。錨固類結(jié)構(gòu)各界面剪應力存在著相互作用關(guān)系，其中第二界面剪應力是第一界面剪應力不斷衰減的結(jié)果。
　?、刹捎脭?shù)值分析軟件對影響拉力型錨桿錨固效果的參數(shù)進行數(shù)值分析，分析了在不同錨固條件下錨桿