錨桿—錨固劑—巖體界面力學(xué)特性實(shí)驗(yàn)研究及其有限元分析.pdf

1、本論文提出了一種新型材料錨桿技術(shù),即“用玻璃鋼復(fù)合材料制作的錨桿代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼錨桿”,為了更好的解決巖土工程中的安全問題,本文通過實(shí)驗(yàn)的方法和有限元數(shù)值模擬的方法對(duì)錨桿最大承載力和界面上的剪應(yīng)力進(jìn)行了分析,通過改進(jìn)的拉拔實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,同時(shí)提出了一種錨桿-錨固劑-巖體之間界面力學(xué)特性的數(shù)值模擬方法,利用有限元軟件ANSYS分別對(duì)錨桿界面上應(yīng)力分布特征和錨桿在長期載荷作用下進(jìn)行的蠕變松弛現(xiàn)象做了數(shù)值模擬與理論分析,通過改變玻璃鋼錨桿的

2、蠕變系數(shù)和錨桿直徑來觀察對(duì)錨桿蠕變松弛的影響,最后得到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。 論文研究結(jié)果表明： (1) 通過對(duì)錨桿進(jìn)行的拉拔試驗(yàn)得到錨桿最大承載力,然后由實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果數(shù)據(jù)利用理論計(jì)算得到錨桿界面上平均剪應(yīng)力,峰值剪應(yīng)力的計(jì)算是通過徐景茂在《錨索內(nèi)錨固段注漿體與孔壁之間峰值抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)研究》中提出的剪應(yīng)力分布為近似高斯型正態(tài)曲線的方法,最后把實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)代入公式得到最大剪應(yīng)力。把實(shí)驗(yàn)結(jié)果、理論計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,

3、進(jìn)一步驗(yàn)證了數(shù)值模擬的正確性。 (2) 對(duì)錨桿-錨固劑-巖體之間的界面力學(xué)特性的數(shù)值模擬得出錨桿界面上的應(yīng)力分布規(guī)律及其最大承載力。通過以上得到的結(jié)果可以為巖土工程中的安全問題提供可靠的設(shè)計(jì)方案。 (3) 影響錨桿蠕變松弛的因素有多種,本文主要通過改變玻璃鋼錨桿的蠕變系數(shù)和錨桿的形狀尺寸來對(duì)錨桿的蠕變與應(yīng)力松弛進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析錨桿上軸向應(yīng)力隨時(shí)間變化的情況,通過模擬分析得到不同因素對(duì)錨桿軸向應(yīng)力和時(shí)間關(guān)系的影響,這樣