剪切过程中锚杆轴力和剪力演化规律研究

作     者：刘顺昌 李黎 徐德馨 朱林锋 田建林 LIU Shunchang;LI Li;XU Dexin;ZHU Linfeng;TIAN Jianlin

作者机构：武汉市测绘研究院武汉430022 中国地质大学(武汉)工程学院武汉430074 

出 版 物：《土工基础》 (Soil Engineering and Foundation)

年 卷 期：2024年第38卷第1期

页      面：90-95页

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：武汉市多要素城市地质调查示范项目(WHDYS-2019-004) 

主　　题：锚杆 数值试验 轴力 剪力 演化 

摘      要：针对加锚结构面剪切过程中锚杆轴力与剪力演化及贡献的问题,基于FLAC3D软件开展了加锚结构面直剪实验。用pile单元代替传统的cable单元模拟锚杆,研究剪切过程中锚杆轴力、剪力的分布及演化特征,并分析了锚杆直径、锚杆倾角、围岩强度对锚杆轴力与剪力的影响。结果表明:(1)结构面处锚杆剪力与轴力达到最大值,在两端很小,剪力在位移较小的情况下就达到一个较大的值,轴力的发挥则相对滞后,锚杆在结构面两侧约5D范围内形成两个“塑性铰点,塑性铰点间锚杆存在变形剧烈的“拉剪区。(2)结构面加锚后峰值剪切强度提升约70%,锚杆对结构面的加固作用可以等效为增加了结构面的粘聚力。(3)随着直径的增加,锚杆的剪力有明显的提升,轴力反而减小;锚杆倾角为60°时,轴力与剪力换算得到的结构面等效抗剪强度最大;相比较软岩,硬岩更有利于锚杆轴力与剪力的发挥。