拉力型錨桿錨固機理試驗研究及錨固效果數值分析.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一的解答，對錨桿的設計也主要采用穩(wěn)定系數的方法。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進行分析，有著實際的工程意義。本研究主要內容包括：
　?、呕诰植孔冃卫碚?，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)表現為雙曲線形式，分析曲線發(fā)現，錨桿的前半部分承擔著錨桿錨固承載力的80％；同時分析該函數發(fā)現影響錨桿錨固效果的主要參數有錨固體的幾何參數r、錨固體的材料參數綜合彈性模量E、圍巖體與注漿體的綜合參數K。
　　⑵基于莫爾—庫倫強度準則以及基本假定，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，根據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面。
　?、峭ㄟ^設計不同的錨固參數，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。
　　⑷研究了不同錨固參數下錨桿各界面剪應力分布情況，通過實驗發(fā)現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。錨固類結構各界面剪應力存在著相互作用關系，其中第二界面剪應力是第一界面剪應力不斷衰減的結果。
　　⑸采用數值分析軟件對影響拉力型錨桿錨固效果的參數進行數值分析，分析了在不同錨固條件下錨桿