基于偶應(yīng)力理論的裂隙巖體多種錨固方案分析.pdf

1、巖體在地質(zhì)運動中形成大量節(jié)理，這極大程度的削弱了巖體的力學(xué)性能，給工程施工留下隱患。錨桿加固是一種對原巖擾動小、安全可靠、經(jīng)濟有效的加固技術(shù)，不但可以提高巖體的完整性，還有利于發(fā)揮巖體介質(zhì)本身的自承能力，這也使得錨桿加固成為目前加固節(jié)理面最有效、最經(jīng)濟的支護方式，但目前的錨桿支護設(shè)計理論大多還是依據(jù)工程經(jīng)驗來確定的。本文引入Cosserat理論，該理論在傳統(tǒng)彈性理論的基礎(chǔ)上增加了一個微轉(zhuǎn)動，隨之產(chǎn)生的彎曲效應(yīng)對介質(zhì)變形特性的影響很好的解

2、釋了裂紋尖端附近的彎曲變形及破壞現(xiàn)象。再運用最大周向拉應(yīng)力斷裂準則進行分析，得出裂紋尖端附近的力學(xué)參數(shù)。本文在前人研究基礎(chǔ)上開展了以下研究工作:
　　1.通過Cosserat理論推導(dǎo)出Cosserat理論的控制方程，基于Fortran軟件編寫Cosserat理論的有限元分析程序;并用懸臂梁彎曲和小孔應(yīng)力集中問題驗證了程序的正確性。
　　2.運用最大周向拉應(yīng)力準則，分析得出中心含45°斜裂紋板受拉的裂紋開裂角、擴展步長及開裂載

3、荷，在該模型上基礎(chǔ)上分析了多種加錨方式，得出不同加固位置的錨固效果，對比分析得出最優(yōu)錨固效果。
　　結(jié)果表明:Cosserat理論下懸臂梁軸線的彎曲撓度值以及小孔的應(yīng)力集中系數(shù)小于經(jīng)典理論解，且材料內(nèi)稟長度相比模型結(jié)構(gòu)特征尺寸越大，材料的尺度效應(yīng)越明顯。通過中心含有45°斜裂紋板受拉的開裂角，擴展步長及開裂載荷與經(jīng)典理論解的對比分析發(fā)現(xiàn)，在Cosserat理論中，初始開裂角變小，擴展步長和開裂載荷都受到了偶應(yīng)力影響。進一步分析了在