基于荷載傳遞法,采用西原模型,建立了考慮錨固界面剪切流變特性的壓力型錨桿荷載傳遞函數(shù)的微分方程;推導(dǎo)了壓力型錨桿錨固體周圍巖土體全部處于彈性時、局部處于塑性時和局部處于滑移時,考慮錨固界面流變的錨固界面位移和錨固體軸力分別與位置、時間的關(guān)系式;最后,通過拉拔蠕變試驗對理論解進(jìn)行了試驗驗證。對比分析表明,在P為40kN、100kN、120kN的不同拉拔力作用下,不同位置、不同時刻錨固體軸力的實(shí)測值與理論值均吻合較好。反映出推導(dǎo)的理論公式的正確性和適用性。 

【文章來源】：應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2020,37(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

錨體錨固微段受力分析Fig.1Stressanalysisofanchoragesegment由錨固微段靜力平衡條件得

1558應(yīng)用力學(xué)學(xué)報第37卷1u11u12u1u1u21u13u2u2,,,>SSSSSSSSSSSSSS≤≤＜(7)其中：S為錨固體周圍巖土體結(jié)點(diǎn)的位移；1、2、3分別為巖土體處于彈性時、塑性時、滑移時的剪切剛度系數(shù)；u1S為彈性與塑性的界限位移；u2S為塑性與滑移的界限位移；為強(qiáng)度系數(shù)。(a)側(cè)阻硬化模型(side-resistancehardeningmodel)(b)側(cè)阻軟化模型(side-resistancesofteningmodel)(c)理想彈塑性模型(idealelastoplasticmodel)圖2統(tǒng)一三折線模型Fig.2Unifiedtri-linearmodel2.3考慮錨固界面流變的荷載傳遞函數(shù)微分方程求解2.3.1錨固體周圍巖土體全部處于彈性階段當(dāng)壓力型錨桿所施加的荷載較小時，錨固體周圍巖土體全部處于彈性狀態(tài)，依據(jù)式(3)和初始條件，再結(jié)合式(7)的第一種情況可得11a111111acoshsinhdcoshsinhdPSzrzSrzEArsPzEArzPrzEArSz(8)式中：11r，為泊松比；P為軸力；aS為承壓板位移。聯(lián)合式(6)、式(7)和式(8)得到21211a111212211a111212211a11222,coshsinh1e,coshsinh1ecoshsinh,GtsGtssSztzPGrSrzrzGGAGGGGPGrSrzrzGGAGGGGPGrSrzrzttA＜≥(9)求解式(9)，得到21211a1112121211a1112121a2112121,coshsinh1e,coshsinh(10)1ecoshsinhGtsGtSztGSPrzrzGGGGrAGGc

第4期易梅輝，等：基于流變理論的壓力型錨桿錨固段荷載傳遞機(jī)理研究1561圖3試驗裝置示意圖Fig.3Testdeviceschematicdiagram3.2基本力學(xué)特性參數(shù)利用三軸巖石剪切流變儀，進(jìn)行了壓力型錨桿錨固界面剪切流變試驗。錨固錨桿選用四級螺紋鋼，桿體長度為500mm，灌漿材料選用M10的砂漿，灌漿壓力為0.3MPa/s~0.5MPa/s，灌漿體模具用PVC管制作，基體采用混凝土強(qiáng)度為C30的材料。通過力學(xué)特性試驗得到了錨固體的基本力學(xué)參數(shù)和錨固體處于各階段時的力學(xué)特性參數(shù)，分別見表2、表3。表2錨固體的基本力學(xué)參數(shù)Tab.2Basicmechanicalparametersofanchor參數(shù)(parameters)E/GPau/mmA/mm2τ/MPa值(value)23.2211682030表3各階段的力學(xué)特性參數(shù)Tab.3Mechanicalpropertiesparametersofeachstage參數(shù)(parameters)Sa/mmf/kPa·mm-1λ/MPa·mm-1βl/mm彈性(elastic)24050.4塑性(plastic)64030.460滑移(slip)12400.50.475將上述各參數(shù)分別代入錨固體周圍巖土體處于彈性階段、部分進(jìn)入塑性階段和部分進(jìn)入滑移階段時，考慮錨固界面剪切流變的位移函數(shù)tzS,和軸力分布函數(shù)tzP,并計算，即能分別得到考慮錨固界面剪切流變各階段的錨固界面位移和錨固體軸力與位置、時間的值。3.3試驗結(jié)果及對比分析錨固體側(cè)基體不同狀態(tài)、不同時間、不同錨固位置的錨固軸力實(shí)測值和理論計算值對比見圖4。由圖4可以得到以下結(jié)果。1)隨著離錨固體底端距離的加大，錨固體軸力逐漸變小，在距離底端85mm之后，軸力減小的速度變緩。(a)錨固體側(cè)基體全部處于彈性階段(P=40kN)(thesidebodyofthegroutingbodyisallintheelasticstage(P=40kN))(b)錨固體側(cè)基

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于荷載傳遞法和剪切位移法壓力型錨桿剛度分析[J]. 劉一俊,陳昌富.  公路工程. 2019(02)
[2]層狀地基中錨桿拉拔荷載傳遞非線性分析[J]. 黃明華,李嘉成,趙明華,陳昌富.  中國公路學(xué)報. 2019(01)
[3]基于雙指數(shù)剪切滑移模型的全長錨固錨桿荷載傳遞機(jī)制分析[J]. 周世昌,朱萬成,于水生.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2018(S2)
[4]基于有限差分法的錨桿荷載傳遞非線性計算方法研究[J]. 趙明華,黃炎杰,黃明華.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2018(08)
[5]支護(hù)條件下軟巖隧道小型拱形塌腔圍巖變形分析[J]. 李又云,鐘乃龍,趙亞偉,張玉偉.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[6]溫度和壓力作用下軟巖流變相似理論的研究及應(yīng)用[J]. 王永巖,范夕燕,甘小南,李劍光.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[7]全長黏結(jié)式錨桿錨固段荷載傳遞特性研究[J]. 周炳生,王保田,梁傳揚(yáng),王遠(yuǎn)航.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(S2)
[8]巖體離層作用下錨桿受力特性全歷程分析[J]. 黃明華,李嘉成,趙明華,陳昌富.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報. 2017(09)
[9]大型地下洞室全長黏結(jié)式巖石錨桿錨固機(jī)制研究及錨固效應(yīng)分析[J]. 周浩,肖明,陳俊濤.  巖土力學(xué). 2016(05)
[10]預(yù)應(yīng)力錨索錨固段荷載傳遞解析算法[J]. 張雄,陳勝宏.  巖土力學(xué). 2015(06)



本文編號：3305984