發(fā)布時間：2018-10-07 18:55

【摘要】：巖土錨固技術是用來加固處理巖土體的一種常用且高效的方法。采用預應力錨固技術對巖土工程中的結構物進行加固,能達到控制變形、保持系統(tǒng)穩(wěn)定的良好效果。它具有以下優(yōu)點:效果好、施工簡便、安全可靠、造價低,現(xiàn)已被廣泛應用于邊坡、基坑、隧道、地下洞室、礦山等工程中。但是預應力錨固結構在工作期間要一直承受拉應力作用,并且結構周圍環(huán)境復雜,存在大量的侵蝕性介質和雜散電流,容易使鋼筋腐蝕。所以預應力錨固結構會因荷載和腐蝕的影響而逐漸老化破壞,從而導致其耐久性逐漸降低,并最終失效,因此,非常有必要對預應力錨固結構的耐久性開展研究。本文通過室內試驗、理論分析及數(shù)值模擬等手段,對疲勞荷載與腐蝕耦合作用下巖土預應力錨固結構的耐久性進行了研究,分析了疲勞荷載和腐蝕兩種因素對鋼筋性能的影響,并通過數(shù)值模擬研究了內錨固段破壞及變化規(guī)律。具體研究內容如下:(1)對鋼筋進行一定時間的疲勞及腐蝕試驗,將鋼筋分組編號,分別施加不同的疲勞拉伸次數(shù),放置于不同的酸堿環(huán)境中,由此得到疲勞荷載及腐蝕對鋼筋性能的影響。選取典型的鋼筋試件,分別進行拉裂和電鏡掃描,從宏觀和微觀角度觀察鋼筋斷口,分析疲勞荷載與腐蝕耦合作用下鋼筋的力學性能變化和斷裂特征。(2)采用PFC2D程序分別建立了預應力錨固結構承受疲勞荷載與腐蝕耦合作用及僅承受疲勞荷載作用的數(shù)值模型。對比分析了兩種條件下錨桿-注漿體界面剪應力、鋼筋軸向應力、位移場的變化特征,得到了疲勞荷載與腐蝕耦合作用下內錨固段錨桿-注漿體界面粘結劣化的細觀規(guī)律。(3)采用PFC2D程序建立預應力錨固結構在疲勞荷載與腐蝕耦合作用下的數(shù)值模型,分別研究注漿體強度、圍巖體強度、錨固長度這三個因素對預應力錨固結構耐久性的影響,并依此提出增強預應力錨固結構長期耐久性的針對性措施。
[Abstract]:Rock-soil Anchorage technology is a common and efficient method to reinforce and treat rock and soil. The prestressed Anchorage technique is used to reinforce the structures in geotechnical engineering, which can control the deformation and maintain the stability of the system. It has the following advantages: good effect, simple construction, safe and reliable, low cost, and has been widely used in slope, foundation pit, tunnel, underground cavern, mine and so on. However, the prestressed Anchorage structure has been subjected to tensile stress during the working period, and the surrounding environment of the structure is complex, there are a large number of erosive media and stray current, so it is easy to corrode the steel bar. Therefore, the prestressed Anchorage structure will be gradually aged and destroyed because of the influence of load and corrosion, which will lead to the gradual decrease of its durability and its ultimate failure. Therefore, it is very necessary to study the durability of prestressed Anchorage structure. By means of laboratory test, theoretical analysis and numerical simulation, this paper studies the durability of geotechnical prestressed Anchorage structure under the coupling of fatigue load and corrosion, and analyzes the influence of fatigue load and corrosion on the performance of steel bar. The failure and variation of the inner Anchorage section are studied by numerical simulation. The specific research contents are as follows: (1) carrying out fatigue and corrosion tests on steel bars for a certain period of time, numbering the steel bars into groups, applying different fatigue tensile times respectively, and placing them in different acid-base environments. The influence of fatigue load and corrosion on the performance of steel bar is obtained. The typical steel bar specimen was selected and scanned by tensile crack and electron microscope respectively. The fracture surface of steel bar was observed from macroscopic and microscopic angles. The mechanical properties and fracture characteristics of steel bars under the coupling of fatigue load and corrosion are analyzed. (2) the numerical models of prestressed Anchorage structure subjected to the coupling of fatigue load and corrosion and only fatigue load are established by PFC2D program. The variation characteristics of shear stress, axial stress and displacement field of the bolt-grouting body interface under two kinds of conditions are compared and analyzed. The mesoscopic law of bond deterioration at the interface between anchor rod and grouting body under the coupling of fatigue load and corrosion is obtained. (3) the numerical model of prestressed Anchorage structure under the coupling of fatigue load and corrosion is established by using PFC2D program. The effects of grouting strength, surrounding rock strength and anchoring length on the durability of prestressed Anchorage structure are studied, and corresponding measures to enhance the long-term durability of prestressed Anchorage structure are put forward.
【學位授予單位】：山東建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU476

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本文編號：2255313