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中风化砂页岩中抗浮锚杆极限抗拔力和有效锚固长度的研究

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建筑结构 2019年第3期49卷 125-128,97页

作者：苏仲杰雷康杨逾辽宁工程技术大学土木与交通学院阜新123000

为了探究辽宁西部地区抗浮锚杆的极限抗拔力和有效锚固长度的取值,以辽宁阜新玉龙时代广场抗浮锚杆为工程背景,对抗浮锚杆进行现场抗拔试验,通过6根抗浮锚杆在连续荷载作用下的破坏性抗拔试验,测试锚杆杆体的抗拔力,并进一步利用公式推... 详细信息

为了探究辽宁西部地区抗浮锚杆的极限抗拔力和有效锚固长度的取值,以辽宁阜新玉龙时代广场抗浮锚杆为工程背景,对抗浮锚杆进行现场抗拔试验,通过6根抗浮锚杆在连续荷载作用下的破坏性抗拔试验,测试锚杆杆体的抗拔力,并进一步利用公式推算锚杆轴力和剪应力,并绘制出锚固深度与轴力、剪应力的变化曲线。分析结果表明,注浆体与锚杆杆体间的轴力、剪应力分布是不均匀的,自孔口到杆底端呈逐渐递减的分布模式;当锚杆杆体的内力(轴力和剪应力)达到某一临界值时,锚杆杆体变形由弹性变化为塑性,这一临界值接近于杆体的极限抗拔承载力,锚杆抗拔时并非全长同时受力,而是分阶段受力;经分析此项目中抗浮锚杆极限抗拔力为270～330kN,抗浮锚杆的有效锚固长度约3. 6m,可为辽宁西部地区的中风化砂页岩中抗浮锚杆的使用提供参考依据。

关键词：中风化砂页岩抗浮锚杆抗拔试验极限抗拔力有效锚固长度

基于内聚力模型的锚杆数值模拟及有效锚固长度分析

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基于内聚力模型的锚杆数值模拟及有效锚固长度分析

作者：秦超超广东工业大学

学位级别：硕士

锚杆与灌浆体之间的界面粘结是保证它们能够共同工作的基础。因为锚杆本身的抗拉强度很高,所以在用锚杆加固岩土体中,造成试件破坏的原因一般不是锚杆材料本身,而是因为锚杆与灌浆体界面强度不够而导致粘结破坏,而后者是我们不希望发生... 详细信息

锚杆与灌浆体之间的界面粘结是保证它们能够共同工作的基础。因为锚杆本身的抗拉强度很高,所以在用锚杆加固岩土体中,造成试件破坏的原因一般不是锚杆材料本身,而是因为锚杆与灌浆体界面强度不够而导致粘结破坏,而后者是我们不希望发生的。因此锚杆和灌浆体的界面粘结问题就需要深入讨论了。本文通过以锚杆拔出试验研究为基础对锚杆与灌浆体界面的粘结滑移行为进行了理论分析,建立了基于实验数据的锚杆与灌浆体界面的双线性粘结—滑移本构模型,基于此模型将锚杆拔出破坏的过程分成4个阶段来描述,并在此基础上对各个阶段进行理论分析,得出了各个阶段的关于界面剪应力分布、滑移量、锚杆正应力和抗拔承载力的计算公式。本文主要研究工作及成果如下：(1)岩石锚杆的加固效果明显且应用非常广泛,因此对锚杆在岩体中的传力机理、受力状态进行研究就很有意义了。本文从三个角度分别阐述了锚杆锚固的一些研究现状,分别是实验研究,理论推导和数值模拟这三个方面的一些现有的研究成果,并提出本文的主要研究内容和技术路线。(2)介绍了本次数值模拟所用到的材料本构关系,并提出了几种在学术上和工程上用的比较多的粘结滑移本构关系,最后用实验数据测得的锚杆上的应变数据来推导界面的局部粘结剪应力和局部粘结滑移量,获得模拟模型所需要的粘结-滑移曲线,并由实验数据得到了沿不同位置变化的锚杆—灌浆体界面剪应力变化规律,为数值模拟提供对比。(3)对实验数据得到的粘结-滑移本构曲线进行分析,得出了锚杆—灌浆体双线性界面粘结-滑移模型,将相应参数输入ABAQUS自带的牵引—分离准则中,当然,笔者也通过采用位移扩展准则直接输入实验本构数据得到数值模拟结果作为补充验证,同时简单介绍了内聚力模型在数值模拟中的运用,在此理论基础上,结合ABAQUS有限元软件,建立了模拟锚杆和灌浆体之间粘结关系的零厚度粘结层。(4)通过已建好的数值模型对锚杆与灌浆体界面粘结破坏过程进行分析,将锚杆与灌浆体界面粘结破坏分为弹性阶段、弹性-塑性阶段、弹性-塑性-剥离阶段、塑性-剥离阶段四个部分进行。根据本文提出的界面粘结-滑移模型,对界面的粘结剪应力、滑移量、以及锚杆的正应力进行了理论推导,并由此得到了相应的解析解,从理论上说明了有效锚固长度的概念。最后通过数值模拟结果的验证来说明本文建立的界面粘结-滑移模型可以较好地与实验现象吻合,而理论推导的结果也能够和数值模拟结果对应上就进一步证明本文对锚杆拔出过程的理论推导的意义,笔者也尝试采用三线性本构关系对理论推导进行进一步的讨论,相信能为后续相关研究提供基础。

关键词：锚杆内聚力模型界面单元粘结-滑移本构关系有效锚固长度

锚索有效锚固长度及其对粘结强度取值影响研究

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锚索有效锚固长度及其对粘结强度取值影响研究

作者：蒋宏伟湖南大学

学位级别：硕士

锚索锚固技术因其具有经济适用、安全可靠以及便捷施工等优点,而被广泛应用,且国内外学者已经对其展开了广泛而深入的研究,然而由于锚固地层的多变性、锚固结构的变异性,锚固方式的多样性,现有研究成果在面对特定工程问题时仍显不足。... 详细信息

锚索锚固技术因其具有经济适用、安全可靠以及便捷施工等优点,而被广泛应用,且国内外学者已经对其展开了广泛而深入的研究,然而由于锚固地层的多变性、锚固结构的变异性,锚固方式的多样性,现有研究成果在面对特定工程问题时仍显不足。本文针对长沙大王山冰雪世界坑壁支护项目中石灰岩地区应用大吨位预应力锚索的注浆体与地层粘结强度取值问题,完成了锚索拉拔试验,并对锚索有效锚固长度测试、分析,以及锚固注浆体与地层粘结强度取值方法的进行深入的研究,主要完成了以下工作:(1)在对现有锚杆(索)锚固体应力应变测试技术进行的研究和分析的基础上,探索了采用混凝土应变计进行锚索有效锚固长度测试的方法。通过建立数值模型,模拟了锚索的拉拔过程,分析了荷载从钢绞线到注浆体再到锚固层的传递过程中锚固体的受力变形的特性,据此提出了应变计设置的最佳位置。(2)依托工程锚索自由段长度达50m,锚固地层为石灰岩岩层的特点,研究了P-S曲线反演锚固界面参数的适用性。针对P-S曲线反演锚固界面参数这一方法,根据荷载传递法,推导了荷载位移关系理论模型,然后考虑杆体材料弹性模量的变异性,分析了评价自由段长度对于锚固体顶部位移计算结果影响的方法。并基于既有实例,分别研究了P-S曲线反演锚固界面参数对不同自由段长度、土层锚杆和岩层锚杆的适用性。(3)针对P-S曲线反演锚固界面参数不适用于岩层锚杆的问题,基于荷载变形基于注浆体向地层传递荷载的双折线荷载传递模型的力学机制,对锚杆荷载由注浆体向地层荷载传递的全过程进行了分析,研究了锚固段长度对粘结强度取值影响的机理。在导得锚固体极限状态下位移解答的基础上,建立了根据一种根据锚杆拉拔试验得到的极限荷载与残余荷载结果来计算不同锚固段长度对注浆体与地层粘结强度影响系数的方法。(4)设计并完成了石灰岩地层区大吨位预应力锚索拉拔试验,对采用混凝土应变计测试锚固长度的方法进行了初试,并将研究得到的不同锚固段长度对注浆体与地层粘结强度影响系数的计算方法应用到依托工程,得到依托工程所需要的不同锚固段长度粘结强度值。

关键词：石灰岩有效锚固长度粘结强度变异系数影响系数

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非预应力锚索支护有效锚固长度分析

非预应力锚索支护有效锚固长度分析

2018年西南5省、市、区第二次岩石力学与工程学术大会

作者：梁文静欧阳章智李金奎胡柏春中国电建贵阳勘测设计研究院有限公司大连大学建筑工程学院

由于在岩土工程领域下采用塑性力学下限和上限原理体系求解临界滑动模式,可获得精确的闭合解,故主要以尚处于理论探讨阶段的拉力型(非预应力)锚索为研究对象,利用极限分析法上限定理推导出非预应力锚索的有效锚固长度解析式。基于青山... 详细信息

由于在岩土工程领域下采用塑性力学下限和上限原理体系求解临界滑动模式,可获得精确的闭合解,故主要以尚处于理论探讨阶段的拉力型(非预应力)锚索为研究对象,利用极限分析法上限定理推导出非预应力锚索的有效锚固长度解析式。基于青山路边坡治理工程实例,运用有限元GTS软件建立力学模型进行进一步验证分析。研究发现,从理论解析式可以看出,非预应力锚索是一种以岩体作为主体,充分利用岩体自身抗剪强度,同时也保护了岩体

关键词：非预应力锚索有效锚固长度理论分析

来源： cnki会议评论

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预应力锚索有效锚固长度和极限抗拔力的计算

地下空间与工程学报 2006年第4期2卷 672-675,692页

作者：范宇洁万胜武华中科技大学土木工程与力学学院武汉430074 武汉科技大学城建学院武汉430070

在Mindlin位移解的基础上,导出了锚索有效锚固长度的计算公式,分析了影响有效锚固长度的因素;根据预应力锚索的三种破裂面形状,提出不同的破坏机理,依次为径向开裂引起的破坏、水平剪切引起的破坏以及既有径向开裂又有水平剪切的破坏,... 详细信息

在Mindlin位移解的基础上,导出了锚索有效锚固长度的计算公式,分析了影响有效锚固长度的因素;根据预应力锚索的三种破裂面形状,提出不同的破坏机理,依次为径向开裂引起的破坏、水平剪切引起的破坏以及既有径向开裂又有水平剪切的破坏,并推导出各自的计算公式。计算数据与试验结果吻合较好。

关键词：岩石力学预应力锚索有效锚固长度极限抗拔力

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可回收锚索锚固段应力分布及锚固长度研究

北京交通大学学报 2011年第4期35卷 57-61页

作者：李兆平李文涛王建北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中铁二局深圳地铁3154项目部深圳518000

以深圳地铁3号线停车场基坑工程为背景,根据可回收锚索锚固段受力状态,讨论锚索的锚固段黏结应力分布规律.研究表明,可回收锚索的黏结应力沿锚固段并非均匀分布,而是呈指数曲线形式分布,在此基础上提出基于锚固段黏结应力实际分布状态... 详细信息

以深圳地铁3号线停车场基坑工程为背景,根据可回收锚索锚固段受力状态,讨论锚索的锚固段黏结应力分布规律.研究表明,可回收锚索的黏结应力沿锚固段并非均匀分布,而是呈指数曲线形式分布,在此基础上提出基于锚固段黏结应力实际分布状态进行锚固段长度设计的方法,并应用到锚索支护参数设计中.工程实践表明,所提出的锚索锚固段长度设计方法是合理可行的.

关键词：深基坑支护结构可回收锚索锚固段黏结应力有效锚固长度

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一种确定拉力型锚杆支护长度的方法

岩石力学与工程学报 2003年第7期22卷 1141-1145页

作者：曹国金姜弘道熊红梅河海大学土木工程学院南京210098

在Mindlin问题位移解的基础上,导出了拉力型锚杆受力的弹性解,分析了拉力型锚杆的受力特征,提出了确定拉力型锚杆支护长度的方法,计算了锚杆在不同岩体中的有效锚固长度,并对影响锚杆有效锚固长度的因素进行了分析,从而为岩土工程锚杆... 详细信息

在Mindlin问题位移解的基础上,导出了拉力型锚杆受力的弹性解,分析了拉力型锚杆的受力特征,提出了确定拉力型锚杆支护长度的方法,计算了锚杆在不同岩体中的有效锚固长度,并对影响锚杆有效锚固长度的因素进行了分析,从而为岩土工程锚杆设计提供了一种参考依据。

关键词：岩土力学锚杆支护受力分布有效锚固长度

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土遗址楠竹锚固界面传力过程研究

力学学报 2019年第2期51卷 524-539页

作者：芦苇赵冬李东波毛筱霏西安建筑科技大学理学院西安710055

竹木锚固技术近年来被广泛应用于土遗址文物加固保护中,但其锚固界面传力机理尚不明确,严重制约着锚固技术的科学化、规模化应用.相关研究成果已经证实了合理的锚固界面粘结–滑移模型对锚固系统性能预测的重要性,本文在此基础上以楠竹... 详细信息

竹木锚固技术近年来被广泛应用于土遗址文物加固保护中,但其锚固界面传力机理尚不明确,严重制约着锚固技术的科学化、规模化应用.相关研究成果已经证实了合理的锚固界面粘结–滑移模型对锚固系统性能预测的重要性,本文在此基础上以楠竹–改性泥浆–夯土锚固系统为例,基于考虑完全脱粘现象的三线型粘结–滑移模型开展了锚固界面传力全过程研究.首先将锚固界面传力全过程分为6个连续阶段,分别对各阶段对应的界面应力、应变分布与演化过程进行理论解析,推导了锚杆轴向变形、界面滑移量、界面剪应力、界面剪应变等参数的封闭解,同时给出了极限锚固力与有效锚固长度的计算方法.在此基础上,通过识别载荷–位移曲线特征点对粘结–滑移模型参数进行了标定.最后采用两个土遗址原位拉拔试验对理论解析模型的合理性进行了对比验证,同时着重分析了锚固长度与锚杆轴向刚度两个因素对锚固性能的影响规律.本文提出的解析模型对存在完全脱粘现象的锚固界面传力过程分析具有广泛适用性,能够为土遗址锚固工程设计提供参考与指导.

关键词：锚固界面剪应力完全脱粘粘结–滑移模型有效锚固长度

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压力分散型预应力锚杆的力学机理研究

岩土工程学报 2011年第9期33卷 1320-1325页

作者：贾金青涂兵雄王海涛孟刚姚大立大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连交通大学土木与安全工程学院辽宁大连116023

通过对压力分散型预应力锚杆锚固段的受力分析,推导出了该类型锚杆的剪应力和轴力分布的解析解。在此基础上,对比了压力分散型锚杆与压力集中型锚杆的受力性能,结果表明,压力分散型锚杆的剪应力和轴力都大幅下降,避免了应力集中。讨论... 详细信息

通过对压力分散型预应力锚杆锚固段的受力分析,推导出了该类型锚杆的剪应力和轴力分布的解析解。在此基础上,对比了压力分散型锚杆与压力集中型锚杆的受力性能,结果表明,压力分散型锚杆的剪应力和轴力都大幅下降,避免了应力集中。讨论了岩土体的力学参数和预应力对剪应力和轴力的影响,结果表明,岩土体弹性模量和内摩擦角越大,则剪应力峰值越高,轴力衰减越快,且剪应力和轴力分布越集中;预应力越大,则剪应力和轴力越大;黏聚力越大,则剪应力有所增大而轴力有所减小,但影响不大。

关键词：压力分散型预应力锚杆力学分析有效锚固长度