基于局部变形假定的锚固类结构锚固段剪应力分布研究

根据模型试验所得锚杆体轴应变试验结果,在局部变形假定的基础上,通过简化假设,推导了全长粘结锚杆锚固段受力的理论解和锚杆体轴力和第一、第二界面剪应力分布解析公式.研究分析了不同强度类型介质中锚固类结构内锚固段应力、轴力及交界面的剪应力传递、衰减规律,探讨了介质强度对锚固段剪应力的影响,并将其与模型试验结果进行了对比分析....     

基于锚杆受力分析的深埋洞室围岩分区破裂演化规律研究

合理确定深埋洞室围岩破裂区厚度及数量可以为洞室开挖及支护提供重要的理论依据。根据围岩分区破裂条件下锚杆拉-压交替分布的受力变形特点,提出一种通过锚杆受力规律反演分析围岩分区破裂的新方法:基于杆体与围岩的协调变形原理,建立全长锚固锚杆与围岩相互作用的力学模型,推导锚杆中性点沿杆体分布位置及其最大轴力的理论公式,分析各分区范围内围岩的破裂区与非破裂区厚度;基于格里菲斯强度理论,提出围岩应力重分布后弹塑性界面岩体发生拉裂的力学判据,进而确定围岩的破裂区数量。结果表明:洞室开挖后围岩应力发生重分布,当弹塑性界面上的岩体在最大切向支撑压力下所产生的拉伸应力超过其极限抗拉强度时,岩体将产生径向拉裂并出现多个破裂区和非破裂区交替分布现象;破裂区和非破裂区内岩体位移速率的差异将导致锚杆沿长度方向出现多个中性点;基于各中性点半径反演分析得到的围岩破裂区厚度大致呈依次递减的趋势,直至围岩破裂停止。最后,运用实例计算结果对上述认识进行验证,研究成果对深埋洞室开挖及围岩支护具有重要参考价值。     

锚杆轴力反算围岩塑性区及松动区范围研究

以隧道监控量测中测定的全长粘结式锚杆轴力为基本参量,针对圆弧形公路隧道,视围岩为弹塑性介质并在轴对称条件下,考虑锚杆与围岩共同变形,推导了锚杆最大轴力与围岩塑性区半径及松动区半径的关系式,可分析判断支护条件下围岩稳定状态,算例分析表明,该方法正确可行.     

全长粘结式锚杆轴力及抗拔力分析

从锚杆锚固系统的组成出发,考虑了灌浆体和岩土体界面为锚固系统薄弱面的情况,推导出了全长粘结式锚杆轴力及抗拔力的理论计算公式及其适用性,为全长粘结式锚杆的设计计算及工程实际奠定了基础。     

确定椭圆形隧洞端头锚固锚杆轴力的解析方法

岩石锚杆作为一种简单有效的支护手段,已被广泛应用于隧道和采矿等工程中。目前利用解析方法只对圆形隧洞端头锚固锚杆进行了力学分析,基于深埋椭圆形隧洞围岩内任意点作用有集中力的解析函数,推导出应力和位移的精确解析解,并给出显式表达式。通过叠加原理获得多个集中力作用下的应力和位移显式表达式,并考虑隧洞开挖引起的位移,根据变形协调条件建立了求解端头锚固式锚杆轴力的线性方程组,获得锚杆无预紧力和有预紧力2种情形下每根锚杆所承受的轴力分布规律。并使用ANSYS有限元软件对所获得的解析解进行对比验证。分析了锚杆刚度、锚杆长度以及预紧力对锚杆轴力的影响。     

全长粘结式锚杆抗拔力计算公式的探讨

从锚固系统的组成出发,考虑锚杆灌浆体界面强度和灌浆体岩土体界面强度对全长粘结式锚杆抗拔力的影响,以及浆体与岩土界面的塑性区发展,推导得到全长粘结式锚杆的抗拔力计算公式。通过比较算例,抗拔力计算公式得到证实,具有实用价值。     

两种不同材质抗浮锚杆锚固性能的现场对比试验研究与机理分析

为深入研究中风化花岗岩中以全螺纹GFRP筋材为杆体的全长黏结抗浮锚杆锚固机理及破坏机制,进行了螺纹GFRP抗浮锚杆与螺纹钢抗浮锚杆现场拉拔试验。试验结果表明,GFRP抗浮锚杆的极限抗拔承载力高于钢筋抗浮锚杆;相同荷载水平,相同位置处GFRP锚杆的轴力大于钢筋锚杆,钢筋锚杆轴力沿深度衰减的速率比GFRP锚杆快;GFRP锚杆剪应力峰值点较钢筋锚杆更明显,钢筋锚杆的剪应力比GFRP锚杆发挥早,GFRP锚杆的峰值剪应力比钢筋锚杆大;就砂浆与围岩界面的平均黏结强度而言,GFRP抗浮锚杆高于钢筋抗浮锚杆;GFRP抗浮锚杆以杆体材料剪切破坏为主,而螺纹钢锚杆的破坏是锚固体与围岩界面产生剪切滑移破坏。     

基于钢筋粘结滑移模型的灌浆-锚杆界面力学性能分析

为了研究锚杆-灌浆体系界面应力-应变关系,提高预应力锚杆锚固效应,运用前人提出的钢筋粘结滑移模型来模拟灌浆-锚杆之间力学性能。重点分析了锚杆全长范围内应力状态中的弹性阶段、弹性软化阶段两种应力状态下,锚杆沿杆长分布的轴力-位移关系。最后通过拉拔试验进行验证和校准,得出锚杆与灌浆界面的剪切力呈非线性力学特征,并与理论推导出的锚杆-灌浆界面切应力变化趋势一致,这对于研究锚杆围岩的受力和变形具有参考意义。     

圆形隧洞全长黏结锚杆力学分析的解析方法

在深埋圆形隧洞中安装全长黏结锚杆,在地应力作用下,围岩和锚杆将产生相互作用,为了探求二者的作用机制,将锚杆对围岩的作用简化为沿着锚杆长度方向的剪切分布力并且基于两者相互作用的变形协调条件,建立求解锚杆表面剪应力的积分方程。这个积分方程是关于锚杆表面剪力的线性方程,直接求出这个积分方程的解析解是困难的,将采用数值方法进行求解,沿着锚杆轴向将锚杆均分为n段,将锚杆每段长度上的表面剪力视为线性分布的形式,将每段之间节点处的剪力视为要确定的未知量,则可以通过复合梯形数值积分公式,获得求解这些未知量的线性方程组,当n的取值较大时,就可以得到精度很高的剪应力分布。通过本文方法,获得锚杆轴力的分布情况,以及锚杆长度、安装角度和围岩参数对剪应力及轴力分布的影响。     

全长粘结型锚杆加固岩石边坡应力与变形特性数值分析

通过有限元数值模拟方法 ,对全长粘结型锚杆加固的均质岩石开挖边坡进行了数值计算 ,并分析研究了加锚边坡的应力与变形特性和全长粘结式锚杆轴力分布规律 ,提出了一种简单实用确定边坡可能滑动面的方法 ,并且指出了在边坡锚杆支护设计中应注意的一些问题。