24488.錨桿錨固段剪應(yīng)力非線性特征及應(yīng)用研究

1、StudyonAnchoringSectionShearStressNonlinearCharacteristicsandApplicationbyQIUWanjunAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCollegeofCivilEngineeringandMechanicsinCentralSo

2、uthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHunan410004，PRCHINASupervisorProfessorWENChangpingMay2014摘要錨桿支護(hù)具有施工方便，工程成本低，工期較短等優(yōu)勢(shì)，與其他支護(hù)方式相比，預(yù)應(yīng)力錨桿更具有主動(dòng)支護(hù)的優(yōu)越性，錨桿支護(hù)正廣泛應(yīng)用于我國(guó)工程建設(shè)的諸多領(lǐng)域，逐漸成為巖土工

3、程領(lǐng)域中最重要的支護(hù)手段之一。錨桿主要由兩段組成，即自由段和錨固段，而自由段的受力情況較簡(jiǎn)單，只受到軸力作用。了解錨桿錨固段的受力情況，為錨桿的正確使用和擴(kuò)大錨桿的應(yīng)用范圍，有著重大意義。但目前錨桿支護(hù)的設(shè)計(jì)方法仍處于經(jīng)驗(yàn)階段，盡管現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控技術(shù)和其他新技術(shù)的引進(jìn)有助于人們對(duì)錨固情況做進(jìn)一步判斷，但只能作為錨桿設(shè)計(jì)的參考依據(jù)。本文研究了錨固段的錨固體剪應(yīng)力非線性分布特征，提出了基于錨固段的錨固體剪應(yīng)力非線性分布的設(shè)計(jì)方法，本文主要從以下

4、幾個(gè)方面展開。(1)基于剪滯一脫粘模型并結(jié)合荷載傳遞法，研究了錨桿錨固體與土體問的剪應(yīng)力沿錨固段長(zhǎng)度的分布特性。首先推導(dǎo)了錨桿軸力分布函數(shù)，通過一次求導(dǎo)得到了錨固體剪應(yīng)力沿錨固體的分布函數(shù)，從函數(shù)的形式可知，剪應(yīng)力分布是非線性的。(2)在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了不同階段(彈性階段、彈塑性階段、塑性階段、塑性殘余階段)錨桿軸力和錨固體剪應(yīng)力分布函數(shù)。在實(shí)例分析中，采用Mindlin模型和雙曲函數(shù)模型進(jìn)行對(duì)比分析。(3)基于Flac3D，首先對(duì)土質(zhì)

5、邊坡錨桿錨固段的軸力分布進(jìn)行了數(shù)值模擬，然后將軸力模擬結(jié)果轉(zhuǎn)化為錨固體剪應(yīng)力，以驗(yàn)證本文方法。(4)基于剪滯一脫粘模型下錨固體剪應(yīng)力非線性分布特征，提出了錨桿錨固段長(zhǎng)度計(jì)算的方法；與現(xiàn)有規(guī)范中計(jì)算錨桿錨固段長(zhǎng)度時(shí)，將錨固體的剪應(yīng)力視為線性分布的方法進(jìn)行了對(duì)比分析，最后通過數(shù)值模擬的方法對(duì)本文所采用的方法，用于邊坡加固時(shí)的安全性進(jìn)行了驗(yàn)證。(5)將本文方法應(yīng)用于工程實(shí)例中，對(duì)懷化財(cái)富中心廣場(chǎng)邊坡進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)，并詳細(xì)介紹了錨桿錨固段長(zhǎng)度的計(jì)