拉力型锚杆锚固段传力机理的全过程分析方法

现行规范和技术标准有关锚杆设计均假定剪应力均匀分布,这种设计方法并不符合锚杆受力的实际情况,通过对锚杆抗拔模型试验数据分析,绘制了锚杆在试验荷载作用下沿锚杆全长分布的剪应力-位移曲线.其次通过对锚杆抗拔模型试验结果的拟合分析,提出了锚杆锚固段剪应力与位移之间关系的弹塑性本构模型,结合锚杆受力的基本方程,得出了分析圆柱形锚固段和底端有锚定板的锚固段从弹性工作阶段到锚杆与岩土体界面滑移的全过程的分析方法,并在此基础上编制程序,对两种锚固段的岩石锚杆在任意荷载作用下的受力特征做了对比分析.同时文章还提出了决定锚杆承载力的特征作用段的概念.     

拉力型锚杆锚固体应力分布规律的现场试验研究

对于拉力型锚杆的锚固体应力分布,理论模型显示其轴向应力随锚索深度单调递减,而锚固体岩土体界面的粘结应力则具有单峰性,杆体张拉荷载的增加可使得峰值平移或增长。然而,通过对不同长度拉力型锚杆进行粘性土层中的多循环加卸载极限试验,并采用分布式光纤传感技术进行应力测量后发现,真实的粘结段锚固体应力分布和变化模式,与理论模型相差甚远。实测的锚固体轴向应力先升后降,这是由于工程中拉力型锚杆在一定程度上实为拉压复合型锚杆。实测的粘结应力如理论模型一样具有单峰性,但张拉荷载的增加主要使粘结应力的峰值增长,并使有效发挥粘结应力的范围扩大。同时,试验还发现拉力型锚杆的锚固长度与极限抗拔承载力成正比,并指出"临界锚固长度"这一概念的问题。     

锚杆锚固机理试验研究

为研究钢管岩石锚杆的锚固机理 ,模拟实际情况制作试验模型并进行了静载作用下模型的拉拔试验。通过对试验结果的研究与分析 ,得到沿锚杆的轴力与粘结应力的分布规律     

预应力锚杆锚固段剪应力分布规律研究

预应力锚杆广泛的应用于地下工程中,但是对于其作用机制的研究还存在许多问题.本文基于锚固体与孔壁界面的剪切滑移本构模型,采用荷载传递甬数法,对预应力锚杆锚固段剪应力沿长度方向的分布规律进行理论研究,得到了剪应力沿锚杆锚固段轴向的分布曲线,为预应力锚杆设计提供理论依据.     

拉力型土工布加筋复合锚杆锚固界面应力传递试验分析

土工布复合锚杆是一种可应用于松散地层锚固工程的新型锚锭结构。以某滑坡治理工程为平台,开展了拉力型土工布加筋复合锚杆锚固体与破碎岩土体界面间应力传递规律的实测研究。现场试验结果表明,土工布的加筋鼓胀作用调整了锚固体与破碎岩土体接触界面的应力分布,土工布加筋复合锚杆锚固段近端存在稍长的应力协调缓冲段,随着荷载增大,黏结应力峰值向锚固段深部转移的现象不明显;实测破碎岩土体中拉力型土工布加筋复合锚杆主要抗力区域分布在3.0~13.0 m之间,即有效锚固体长度以不超过15 m为宜,过长的锚固长度对提高锚杆抗拔力意义不大;在松散破碎岩土体中应用土工布加筋复合锚杆技术能起到提高锚固力与节约成本的双重作用。     

土遗址加固中木锚杆锚固机理的现场试验研究

木锚杆锚固机理的研究对于土遗址传统材料与工艺的科学性挖掘和当今的保护加固具有重大价值。选择代表性的土遗址（交河故城）开展现场锚固测试,包括锚固性能测试和第一界面层（杆体-浆体）剪应变监测。试验结果表明：①鉴于杆体的自然选材,不同杆体的锚固性能差异较大,但锚固潜力巨大;②受力状态下,剪应力沿着界面呈现含峰值非均匀分布;③荷载逐步增大时,界面剪应力峰值逐步向末端转移;④剪胀作用明显,增强了锚固性能;⑤兼有拉力型和压力型锚固系统的复合特征。     

锚杆变形分析与临界锚固长度计算

首先引入桩土荷载传递规律的剪切位移模式,结合轴向Winkler地基模型,建立了锚杆荷栽传递基本方程,利用单元体平衡和锚杆、土体变形协调及边界条件,推导出锚杆抗拔荷栽与位移关系的解析解,从而导出锚杆临界锚固长度的计算公式;然后,对影响锚杆临界锚固长度的主要因素进行了分析,得出一些定性的结论;最后,以某高层建筑深基坑支护工程中的锚杆为计算实例进行了分析.结果表明:理论计算结果与实测锚杆荷载变形曲线的直线段吻合较好;临界锚固长度的计算是合理的,可为锚杆设计提供参考.     

拉力型锚杆粘结段剪应力分布的一种解析算法

基于点荷载作用在半无限空间的Mindlin位移解,将该公式进行了简化和分类,考虑到弹性阶段和残余阶段锚杆与土体的相互作用,从而建立了位移协调方程。通过对该位移积分方程进行离散和设置力作用处和位移计算点之间微间距的研究,并编制相应的程序求解,得到了不同荷载作用下的锚侧剪应力数值。将计算结果与实测值进行对比,两者较为吻合,说明该方法具有可行性。     

预应力锚杆锚固段长度的研究

通过对锚杆承载机理的分析，根据预应力锚杆在同一拉拔力作用下锚固段的切向位移越小锚杆的承载性能越好这一特性，给出了杆体切向位移的计算方法。根据工程实际，利用预应力锚杆在拉拔过程中所测试到的切向位移，对杆体的锚固段长度进行了比较系统的分析，并由此得出了在180kN预应力值下锚杆的最佳锚固段长度。     

全长粘结型锚杆锚固力影响因素浅析

全长粘结型锚杆作为一种被广泛应用于岩土工程的支护体系,使用过程中普遍存在着锚固能力低、支护作用难以发挥等一系列问题.为此,文章在对全长粘结型锚杆破坏模式进行分析的基础上,通过大量的文献调研与分析总结,指出了其锚固效果主要受3方面影响,材料、结构与围岩.其中,材料方面主要受杆体螺纹肋间距与砂浆配合比的影响;结构方面主要受...     

新型拉压复合型锚杆锚固性能研究Ⅲ：现场试验

针对传统拉力型锚杆存在受力集中、锚固体与岩土体界面黏结强度发挥不充分、抗拔承载力偏低的问题,研发了一种新型拉压复合型锚杆。通过开展现场破坏性试验,对拉力型锚杆及拉压复合型锚杆的承载能力、荷载位移曲线及应变数据进行分析,结果表明：3组拉压复合型锚杆TC12-3、TC11-1、TC21锚杆的平均破坏荷载分别提高至拉力型锚杆的2.81,2.01,2.52倍;拉压复合型锚杆套管内的拉力传递损失率最大为20.5%,在自由段内的拉力传递损失率最大仅为6.8%,拉力传递损失主要发生在承压锚固段上;TC12-3锚杆的受拉锚固段长度最短,单位受拉锚固段长度分担荷载最高;TC21-1锚杆的承压锚固段最短,单位承压锚固段长度分担荷载最高;锚杆破坏时,TC12-3、TC11-1、TC21-1锚杆的受拉承载系数分别为0.398,0.470,0.600;且TC11-1锚杆表现为承压锚固段与受拉锚固段同时破坏,TC12-3、TC21-1锚杆表现为先后破坏;拉压复合型锚杆锚固性能显著提高主要是由于荷载分解作用,界面剪应力双向传递机制及短锚承载效应;从荷载位移曲线来看,拉压复合型锚杆具有较好的抗变形能力,在岩土锚固工程中,具有显著的优势和广阔的应用前景。     

压力型锚杆锚固段锚固效应特性分析

压力型锚杆作为新型锚杆型式,克服了拉力型锚杆黏结应力峰值突出、防腐性能较差、杆体无法拆除等性能缺陷,具有独特传力机制和良好工作性能。利用无限体内一点受集中力作用的Love位移与应力函数解,推导出浆体与岩土体界面间的位移及剪应力分布曲线,以及通过使用Mathmatica及Matlab等数学工具求出锚固体周边岩土体内各点的位移等值线,并采用Ansys数值模拟方法进行验证,得出压力型锚杆锚固段的锚固效应特性。     

拉力型锚索锚固段剪应力分布的高斯曲线模式

拉力型锚索、锚杆之锚固段的剪应力是非均布的 ,剪应力分布曲线是以 0为渐进线的单峰曲线。对不同工程类型的锚索、锚杆的实测数据的拟合表明 ,用三参数的高斯曲线来描述锚固段剪应力分布曲线较为贴切 ,并导出了曲线的极值、拐点、积分等特征值 ,讨论了锚固段的有效长度及其安全储备。     

锚杆锚固深度对锚固效果影响研究

针对实际工程中常通过在中风化泥质粉砂岩埋设锚杆(索)来加强风化岩的强度,并将结构物与地层联锁在一起的情况,采用数值模拟软件,开展了中风化泥质粉砂岩锚杆锚固深度对锚固效果的影响研究,得出中风化泥质粉砂岩锚杆的最佳锚固深度为3 m～5 m的结论。     

岩体锚杆类型和受力特征浅析

针对锚固工程是岩土工程领域中非常重要的分支,为指导岩体锚固工程中锚杆的合理选型,探讨了不同岩体锚杆类型和受力特征,得出预应力锚杆和压力型锚杆对岩体加固的效果明显,有广泛的应用前景。     

基于能量原理的压力型锚杆数值模拟计算

根据能量原理,推导了压力型锚杆的轴力与位移计算式。其中锚固体与周围土层的黏结力计算采用弹塑性剪切位移模型,并考虑因位移过大而发生土层卸荷的情况。提出了最小势能原理在压力型锚杆问题中的应用方法,并给出了能量方程的程序求解流程。最后通过算例分析了压力型锚杆在各级荷载下的轴力、位移以及剪应力分布情况,进一步讨论了压力型锚杆的荷载–位移曲线,计算了压力型锚杆极限锚固长度。得出的结论：①压力型锚杆在大部分荷载下都处于弹性工作阶段,一旦进入塑性状态,就表明即将达到承载力极限;②考虑土层卸荷情况的锚固体能量传递理论可以解释压力型锚杆极限锚固长度的存在。     

GFRP锚杆在酸碱环境下的耐腐蚀性试验研究

用常温高浓度加速老化的方法分别做了普通环境和酸碱腐蚀环境条件下GFRP锚杆力学性能的试验,对比分析其被腐蚀后外观颜色、尺寸等的变化及其抗拉强度、抗剪强度、弹性模量等力学性质指标的损失量,研究其被介质腐蚀前后是否存在着显著差异,试验证明,GFRP锚杆具有较强的耐酸碱性能,具有很高的推广应用价值和广阔的发展前景。     

填土中锚固体–土接触面剪切特性研究

自行研发了一种锚固体–土接触面剪切装置,该装置能够充分考虑锚杆的实际形状特征和剪切方向,并具有能够保证剪切过程中接触面面积不变等特点,并为研究锚杆锚固体–土剪切特性提供一种新方法。利用该装置,共完成了35个不同条件下的锚固体–土剪切试验,深入研究了法向压力、土样压实度和土样含水率等因素对锚固体–土接触面剪切特性的影响。研究结果表明:压实度相同情况下,土体含水率w大小,对锚杆抗拔力取值具有重要的影响,越接近最优含水率,越有利于接触面剪应力的发挥;土体压实度对接触面剪应力的影响十分明显,压实度越大,接触面剪切参数越大,但始终小于土体的剪切参数。     

预应力锚杆有限元分析在深基坑中的应用

采用有限元三维模拟分析了锚杆在基坑岩土锚固中的粘结应力分布规律,得出锚固段粘结应力随锚杆锚固深度增加逐渐减小,施工中采取了相应的技术措施,经实际检测符合要求,既增加了方案经济性,又保证了工程安全质量。     

公路边坡锚杆荷载-位移特性研究

从锚杆在轴向荷载作用下的工作机理入手,探讨了锚杆的荷载—位移特性,引入非线性回归理论推导了锚杆荷载—位移的指数模型,并将该模型应用于具体工程实例,得出了一些有益的结论,可为锚杆的设计和施工提供参考。