淺談?lì)A(yù)應(yīng)力巖錨內(nèi)錨固段錨固性能及荷載傳遞機(jī)理研究

《淺談?lì)A(yù)應(yīng)力巖錨內(nèi)錨固段錨固性能及荷載傳遞機(jī)理研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、重慶大學(xué)博士學(xué)位論文預(yù)應(yīng)力巖錨內(nèi)錨固段錨固性能及荷載傳遞機(jī)理研究博士研究生：饒梟宇指導(dǎo)教師：張永興教授唐樹名研究員學(xué)科專業(yè)：巖土工程重慶大學(xué)土木工程學(xué)院二OO七年十月Ph.D.DissertationofChongqingUniversityStudyonAnchoragePerformanceandLoad-TransferMechanismofEmbedmentSectionofPrestressedRockCableBoltPh.D.Candidate:RaoXiaoyuSupervisor:Prof.Z

2、hangYongxingProf.TangShumingMajor:GeotechnicalEngineeringFacultyofCivilEngineeringChongqingUniversityOct.2007摘要國家實(shí)施西部大開發(fā)戰(zhàn)略，公路交通是需要首先解決的基礎(chǔ)設(shè)施問題。在西部地區(qū)公路建設(shè)中，高危邊坡的加固、環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害的整治成了工程建設(shè)中的重要組成部分，錨固技術(shù)被國內(nèi)外巖土工程界公認(rèn)為處置該類工程問題最直接有效的工程措施。以預(yù)應(yīng)力錨索為基礎(chǔ)的各種巖土支護(hù)結(jié)構(gòu)因?yàn)槠涓咝浴⒔?jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，已經(jīng)在這些

3、工程中得到了廣泛的應(yīng)用，其工程實(shí)踐已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超前于理論研究，因此，運(yùn)營中或施工中的錨固工程的預(yù)應(yīng)力錨索不可避免地出現(xiàn)了失效破壞。內(nèi)錨固段作為預(yù)應(yīng)力錨索的主要受力和傳力構(gòu)件，對(duì)其錨固性能及荷載傳遞機(jī)理展開研究具有重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。論文以國家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目“巖土工程減災(zāi)”（50625824）和交通部西部建設(shè)科技項(xiàng)目“巖土錨固安全評(píng)價(jià)與處治技術(shù)研究”（200431874010）為依托，采用野外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、資料收集整理、試驗(yàn)研究、理論分析以及數(shù)值模擬等方法，系統(tǒng)地研究了預(yù)應(yīng)力錨索內(nèi)錨固段的錨固性能及荷載傳遞

4、機(jī)理。論文的主要工作如下：（1）通過野外現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、室內(nèi)資料搜集整理等手段，擬定部分在試驗(yàn)室內(nèi)人為可控可調(diào)的、影響巖錨內(nèi)錨固段錨固性能的內(nèi)部因素作為研究對(duì)象。以公路邊坡巖土錨固中使用較為普遍的4Ф15.24mm和6Ф15.24mm的錨束為原型，采用實(shí)際的巖石、注漿體、鋼絞線為原材料進(jìn)行縮尺試驗(yàn)，對(duì)這些內(nèi)部影響因素逐一進(jìn)行了研究，提出了在保證注漿體強(qiáng)度等級(jí)及施工和易性的情況下、通過調(diào)整注漿體的配合比來增強(qiáng)巖錨錨固性能的方法，得出了普通預(yù)應(yīng)力錨索的主要失效破壞模式。（2）分析了國內(nèi)外關(guān)于巖錨荷載傳遞機(jī)理研究的各自優(yōu)缺

5、點(diǎn)，針對(duì)普通預(yù)應(yīng)力錨索的荷載傳遞特性，基于Mindlin解推導(dǎo)了內(nèi)錨固段的注漿體與巖石粘結(jié)界面上的應(yīng)力分布彈性解，在考慮界面本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上推導(dǎo)了錨索與注漿體粘結(jié)界面上的應(yīng)力分布彈性解，并用該彈性解對(duì)普通預(yù)應(yīng)力錨索的主要失效破壞模式進(jìn)行了分析。（3）基于普通預(yù)應(yīng)力錨索的荷載傳遞機(jī)理和主要失效破壞模式，將結(jié)構(gòu)工程中的壓花錨的壓花結(jié)構(gòu)做了較大改進(jìn)，用于巖土錨固工程中，分析了壓花錨的荷載傳遞機(jī)理，通過抗拔試驗(yàn)研究了其錨固性能，并從不同角度對(duì)其錨固性能進(jìn)行了優(yōu)化研究。（4）采用直剪試驗(yàn)研究了內(nèi)錨固段所在位置的上覆巖土層

6、厚度、孔壁清潔度以及孔壁粗糙度對(duì)注漿體巖石界面抗剪特性的影響。采用分形理論對(duì)粗糙度試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析，提出了聯(lián)合分形維數(shù)D和粗糙度系數(shù)JRC精確定量表征界面粗糙度的方法。鑒于注漿體與巖石的粘結(jié)強(qiáng)度是預(yù)應(yīng)力錨索內(nèi)錨固段長度設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)之一，建議以直剪試驗(yàn)為基礎(chǔ)，采用綜合因素法確定注漿體與巖石間的粘結(jié)強(qiáng)度。（5）建立了巖錨拉拔試驗(yàn)的有限元計(jì)算模型，采用試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)該模型進(jìn)行了驗(yàn)證，利用ANSYS程序分別計(jì)算了普通錨和壓花錨內(nèi)錨固段的應(yīng)力分布，對(duì)其不同的荷載傳遞機(jī)理進(jìn)行了比較分析。最后采用該模型對(duì)普通錨和壓花錨在

7、不同拉拔過程中的荷載變位特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，驗(yàn)證了巖錨拉拔試驗(yàn)研究結(jié)果的可靠性。在上述研究中，理論研究的結(jié)果可以很好地闡釋試驗(yàn)結(jié)果，數(shù)值模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果所反映的規(guī)律基本一致，三者互為驗(yàn)證。這說明本文的試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，理論研究合理可信，數(shù)值模型建立科學(xué)適用，對(duì)后續(xù)預(yù)應(yīng)力錨固工程的優(yōu)化設(shè)計(jì)、施工以及相關(guān)規(guī)范的修訂具有重要的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力錨索，普通錨，壓花錨，抗拔試驗(yàn)，直剪試驗(yàn)，錨固性能，荷載傳遞機(jī)理，數(shù)值模擬ABSTRACTWiththeimplementationofthewesterndevelo

8、pmentstrategy,highwaytrafficisthefirstinfrastructureproblemtobesolved.Intheroadsconstructionofwestregions,thereinforcementofhighordangerousslopesandthetreatmentofenvironmentalgeologicalhazardsha