錨桿與膨脹土相互作用機理及試驗研究.pdf

1、巖土錨固技術(shù)應(yīng)用廣泛，膨脹土地區(qū)錨桿的荷載傳遞特性因土體的膨脹作用而變得復(fù)雜。本文通過試驗研究膨脹土的膨脹變形特性、錨桿-膨脹土界面變形特性及膨脹完成后錨桿的受力特性，提出了考慮膨脹和拉拔荷載共同作用的錨桿荷載傳遞規(guī)律理論計算方法。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)采用正交試驗設(shè)計安排試驗方案，通過室內(nèi)土工試驗研究膨脹率的影響因素、膨脹變形特征及膨脹力的影響因素，得到了膨脹率隨初始干密度、初始含水率和上覆荷載的變化規(guī)律，膨脹力隨初

2、始干密度、初始含水率和允許位移量的變化規(guī)律，以及膨脹變形時程曲線。提出了無荷膨脹率與初始干密度、初始含水率的經(jīng)驗公式、有荷膨脹率與初始干密度、初始含水率及上覆荷載的經(jīng)驗公式，以及膨脹力與初始干密度、初始含水率和允許位移量的經(jīng)驗公式。
　　(2)利用課題組自主研制的錨桿-巖土界面摩阻性能測試儀，通過錨桿-膨脹土界面模型試驗，研究了錨桿-膨脹土界面變形特性，得到了界面剪切應(yīng)力-位移的關(guān)系曲線和峰值強度與飽和度的關(guān)系曲線，提出了錨桿-膨

3、脹土界面三折線軟化本構(gòu)模型。
　　(3)設(shè)計并制作了錨桿-膨脹土浸水拉拔模型裝置，研究了膨脹土浸水后膨脹變形特性和錨桿受力特性，得到了膨脹量與深度的關(guān)系曲線、不同深度土體膨脹時程曲線及膨脹完成后錨桿P-s曲線，提出了描述膨脹變形過程的擬合公式和膨脹量的計算公式。
　　(4)基于荷載傳遞法建立膨脹和拉拔荷載共同作用的錨桿荷載傳遞模型，推導(dǎo)出錨桿荷載傳遞微分控制方程，得到了彈性階段錨桿位移、軸力和剪力的解析解和彈塑性階段錨桿位移