基于荷载传递法的嵌岩锚杆抗拔承载特性

为研究嵌岩锚杆抗拔过程中锚-岩界面承载特性,根据岩质地基中嵌岩锚杆的受力破坏机理,采用二段线性函数模拟锚杆-围岩界面的力学行为;基于荷载传递理论,推导了岩质地基中嵌岩锚杆的轴力、侧阻力及锚头位移的计算公式,分析了综合影响系数η对嵌岩锚杆抗拔承载特性的影响,给出了相应的确定方法;结合工程算例采用提出的计算方法对锚杆的轴力、侧阻力及P-S曲线进行了分析。分析结果表明:当上拔荷载较小时,嵌岩锚杆侧阻力呈双曲函数分布;当上拔荷载较大时出现塑性区,塑性区侧阻力均匀分布,弹性区呈双曲函数分布。     

下伏溶洞嵌岩桩极限承载力试验研究

基于相似理论设计并完成了下伏溶洞嵌岩桩承载力破坏模型试验, 研究了顶板厚度对下伏溶洞嵌岩桩极限承载力的影响。结果表明: 下伏溶洞嵌岩桩在加载过程中呈脆性破坏, 荷载位移曲线有明显陡降点;下伏溶洞的存在会明显降低嵌岩桩极限承载力, 且主要发生冲切破坏, 冲切破坏体近似圆锥台;桩端荷载分担比随溶洞顶板厚度增大而增大;采用S型生长曲线能较好地拟合不同溶洞顶板厚度时桩端极限承载力变化规律。顶板厚度为1～4倍桩径时, 桩端承载力随溶洞顶板厚度增加呈线性增长, 顶板厚度为5倍桩径时桩端承载力基本趋于稳定值。最后结合规范给出了不同溶洞顶板厚度时的安全系数。     

冲切破坏模式下溶洞顶板极限承载力计算

基于溶洞顶板的冲切破坏模式,采用极限分析上限法建立冲切体的三维功能方程,推导泛函形式的溶洞顶板承载力表达式。运用变分原理得到冲切破坏线方程,进一步利用偏导求得冲切体的底部直径和三维溶洞顶板极限承载力显示计算公式。通过对比试验验证了理论方法的合理性,并重点分析岩体地质力学分类指标GSI对溶洞顶板极限承载力及冲切体底部直径的影响。结果表明:(1)顶板厚度h为1D~4D时,溶洞顶板极限承载力随着h的增加大致呈线性增长,h=5D时,极限承载力与基岩一致;(2)厚径比为定值时,顶板极限承载力随着GSI的增大呈非线性增长,当h=1D,GSI取44时溶洞顶板的承载力系数为0.73,GSI取100时其值为1.42,后者接近前者的2倍;(3)同一溶洞顶板厚度下,冲切体底部直径随着GSI的增大大致呈线性减小。当GSI取44,1D顶板厚度时冲切体底部直径为0.20 m,分别是GSI取65,85,100时的1.25,1.54,1.70倍,对于其他顶板厚度时也存在类似的关系。