通過室內(nèi)模型試驗(yàn),模擬了人工土質(zhì)邊坡中壓力型錨桿在地面荷載作用下的工作狀態(tài),研究了分級荷載作用下各層錨桿的軸向應(yīng)變特征及其隨荷載作用時間的變化規(guī)律.結(jié)果表明:對于人工邊坡,地面荷載作用的最危險(xiǎn)階段出現(xiàn)在荷載傳遞過程中,邊坡的壓實(shí)過程也會使錨桿承受額外荷載.小荷載作用時,處于被壓實(shí)范圍土體內(nèi)的底層錨桿在壓實(shí)作用下整體發(fā)生向下的位移,基本不受軸向力,處于壓實(shí)范圍外的上層和中層錨桿錨固段分擔(dān)由于滑坡體發(fā)生向下相對位移而引起的較小拉力;中級荷載作用時,土體仍然處于被壓實(shí)過程,各層錨桿的軸向應(yīng)變沿長度分布變化不大;高荷載作用下,各層錨桿錨固段逐漸起到了加固邊坡的作用,整個錨固系統(tǒng)共同承擔(dān)坡體的下滑力,直至最后發(fā)生破壞. 

【文章來源】：華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016,44(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【圖文】：

壓力型錨桿Fig．1Compressiontypeanchor

?∶0．75的人工邊坡，模型土采自西安市南郊某基坑開挖工地，為粉質(zhì)黏土．模型尺寸為2．0m×1．7m×1．3m(寬×深×高)．錨桿共設(shè)置3層、4列，桿體采用外徑8mm的鋁管模擬，承載體采用2cm厚的Q235鋼板制作．注漿材料使用石膏、淀粉、砂和水的混合物．模型的幾何相似常數(shù)Cl=5，密度相似常數(shù)Cρ=1，應(yīng)力相似常數(shù)Cσ=5．制作模型前，在模型箱內(nèi)壁畫好3cm間隔的等高線，根據(jù)模型設(shè)計(jì)尺寸分次將所需質(zhì)量的濕土倒入模型箱內(nèi)，用重錘夯實(shí)至標(biāo)線位置，分層填筑模型．模型制作過程同文獻(xiàn)［17-18］，在此不再贅述．圖2為模型立面圖和剖面圖．圖2模型立面與剖面圖Fig．2Frontviewandcrosssectionofmodel加載時，在假定滑坡體坡頂放置一厚50mm的墊板，通過反力架用千斤頂于墊板上加載，使坡體受均布荷載，如圖2(b)所示．首次千斤頂加載0．5MPa，之后每次加載幅值為0．5MPa．每級荷載加載后，每隔5min進(jìn)行一次數(shù)據(jù)采集，直到同一應(yīng)變測點(diǎn)連續(xù)兩次采集的數(shù)據(jù)差值小于5×10－6時，即認(rèn)為坡體變形基本穩(wěn)定，然后進(jìn)行下一級荷載的加載，直到滑坡體出現(xiàn)大于2cm的下滑位移時，試驗(yàn)終止．本試驗(yàn)最終加載至7．0MPa．試驗(yàn)完成后，于滑床內(nèi)取未擾動土樣，測定其參數(shù)如表1所示．表1模型土的物理力學(xué)參數(shù)Table1Physicalandmechanicalparametersofmodelclay干密度ρ/(g·cm－3)含水量w/%黏聚力c/kPa摩擦角φ/(°)塑性指數(shù)IP液性指數(shù)IL1．5920．52624．813．20．122試驗(yàn)結(jié)果及分析2．1土層錨桿軸向應(yīng)變變化過程人工邊坡不同于天然邊坡，它一般屬于欠固結(jié)土，具有較大的壓縮性，如果在坡頂受到較大荷載

106華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第44卷時，發(fā)生剪切破壞的危險(xiǎn)往往大于天然邊坡．因此，文中以加載過程中不同階段的錨桿應(yīng)變值為分析對象，分析錨桿在加載過程中的受力變化特征．以第2列頂層錨桿(①-3)的第7測點(diǎn)、中層錨桿(②-3)的第10測點(diǎn)和底層錨桿(③-3)的第9測點(diǎn)(3點(diǎn)均位于自由段)為例，各測點(diǎn)在各級荷載加載初期的應(yīng)變值變化規(guī)律、加載后應(yīng)變最大值的變化規(guī)律和加載穩(wěn)定后的應(yīng)變值變化規(guī)律分別如圖3所示．圖3各級荷載作用過程中各層錨桿軸向應(yīng)變值Fig．3Axialstrainofanchorbarsineachrowduringeachsteploading頂層錨桿;中層錨桿;底層錨桿圖3顯示，在各級荷載加載過程中，不論加載初期、中期還是后期，頂層錨桿自由段的應(yīng)變值水平始終保持最大，而底層錨桿自由段的應(yīng)變值水平最小．說明荷載由地面?zhèn)鬟f到土層，再由土層傳遞到錨桿的過程中，上層錨桿始終起著主導(dǎo)作用，承擔(dān)大部分荷載．地面荷載作用初期，各測點(diǎn)應(yīng)變值隨著荷載的增加而增大，但增大幅度逐漸變小;各測點(diǎn)應(yīng)變最大值在3．0MPa時出現(xiàn)突變，而后增大幅度也逐漸變小;各測點(diǎn)穩(wěn)定后應(yīng)變值隨荷載的增加先增大后減小．說明錨桿的受力最大值出現(xiàn)在加載后某一時刻，之后慢慢趨于一穩(wěn)定值;地面荷載為3．0MPa時，頂層錨桿和中層錨桿測點(diǎn)應(yīng)變值發(fā)生突變，這可能有兩方面原因:一是穩(wěn)定土體內(nèi)壓縮變形突增導(dǎo)致土體粘聚力和內(nèi)摩擦角發(fā)生突變，二是穩(wěn)定土體和滑坡體發(fā)生相對壓縮變形導(dǎo)致錨桿發(fā)生彎曲;地面荷載較大(6．0、7．0MPa)時，穩(wěn)定后錨桿各測點(diǎn)應(yīng)變值隨地面荷載的增加反而降低，錨桿發(fā)生黏滑，邊坡逐漸失穩(wěn)．此外，需要說明的是，圖3中地面荷載為6．0MPa時，錨桿軸向應(yīng)變曲線均出現(xiàn)了“凹”點(diǎn)，這可能是由錨桿上應(yīng)變片黏貼誤差引起的．在1．0～7．0MPa的加載過程

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3558381