文档介绍：中南大学
硕士学位论文
岩土预应力锚索荷载传递规律及其设计方法研究
姓名:董燕君
申请学位级别:硕士
专业:采矿工程
指导教师:胡毅夫;李志勇
20050301
摘要为探索预应力锚索荷载传递的规律及其更加符合实际的设计计算方法,本文采用多种手段和方法,对预应力锚索的力学传递过程进行了系统深入的分析和研究。其主要工作与特点包括以一龇矫妫玫粤ρУ目占浒胛尴尢謇砺郏频记蟪隽税胛尴尢逯预应力锚索的力学分布规律提供了理论基础。结果,对预应力锚索加载后应力及位移沿索体界面、注浆体与岩土体界面以及应力在岩土体中的传递规律进行了分析研究,推导出了各种学分布规律进行数值模拟分析,对锚索力学分布规律的理论分析结果美砺鄯治鼋峁源车幕诿9潭渭粲ακ蔷确植技设的锚索设计计算方法进行了修正,提出了一种关于锚索锚固段长度、锚索间距以及应力松弛区加固深度等参数的设计计算新方法。程中的具体应用过程。详细说明了拉压分散型锚索的锚固段长度、单元间距、锚索问距以及应力松弛区加固深度等设计参数的确定方法。关键词预应力锚索,力学传递规律,理论分析,现场试验,数值模状孔洞内受集中力及均布载荷作用时其体内应力及位移的解,为分析ü玫粤ρУ目占浒胛尴尢謇砺垡约巴频记蟪龅睦砺情况下应力及位移分布的表达式。üK飨殖∈匝楹屠糜邢拊7治鋈砑嗀对锚索力的可靠性进行了成功验证。樯芰苏庖幻K魃杓萍扑阈路椒ㄔ诔U鸥咚俟繁咂路阑す拟,设计方法
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第一章绪论预应力锚杆荷载传递规律的研究现状利亚等国处于国际领先地位。近年来,我国也加强了这方面的研究工作,取得了岩土工程研究的对象是经过漫长地质年代的复杂地质体,这些地质体在一定的时间和条件下,处于相对稳定的平衡状态。当由于自然或人为因素的影响,地质体原来的平衡状态遭到破坏,从而发生坍塌、滑移、沉陷等地质灾害。为预防和治理此类灾害,工程上常将一种受拉杆件魈埋入岩土体中,用于调动和提高岩土体自身强度和自稳能力。这种受拉杆件蛩魈工程上称为锚杆,它所起的作用即为锚固⋯。岩土预应力锚杆体系是一种将拉力传递到土层和岩体中的体系,锚杆一端通过锚固一定长度埋设在地层内,另一端呈自由段与被加固体相连,并在锚头部位对锚杆施加预应力,以承受由岩土压力、水压力或风荷载等施加于被加固体的推力,维持岩土体或结构物的稳定。最早使用预应力锚杆是年阿尔及利亚的舍尔法坝体加高工程,年原联邦德国驹谏罨又胁捎猛敛阍びαγ8恕晡夜状卧诿山水库坝基加固中采用预应力锚杆。年代,北京国际信托大厦等工程相继用预应力锚杆以保持基坑周边的稳定。近年来,我国岩土预应力锚杆技术的发展尤为迅速,几乎己遍布土木工程的各个角落,如地下工程支护、岩土边坡加固、坝基稳定、深基坑支挡、结构抗浮和抗倾,悬索建筑的受拉基础等。经过长期的工程实践和发展,目前,预应力锚杆支护方式也己从最初的拉力型逐步发展为拉力型、压力型和荷载分散型蠢Ψ稚⑿汀⒀沽Ψ稚⑿汀⒗狗稚⑿等。预应力锚固技术正以其独特的效应、简便的工艺、广泛的用途,经济的造价,在岩土工程领域中显示出旺盛的生命力。大量的工程实践表明,预应力锚固是一种有效的加固措施,但由于工程介质的复杂性以及锚固方式的多样性,至今国内外关于预应力锚杆荷载传递机理的研究尚未出现统一的理论。对预应力锚索荷载传递机理的研究,主要集中在预应力锚杆锚固段杆体与注浆体、注浆体与周围岩土体间粘结力的分布状态及传递机理的研究。在这方面的研究,英国、美国、法国、加拿大、澳大不少可喜的成绩。“。和“、阳榷佳芯苛撕稍卮用K杆转到灌浆体的力学机制。他们认为,钢锚索表面上存在着微观的粗糙褶皱,浆体围绕着锚索充满这些褶曲而形成一个灌浆柱,在锚索和灌浆体之间的结合破坏之前,其结合力发生作用;当锚索和浆体发生一定的相对硕士学位论文第一章绪论
寺∥之后出现的摩擦力。而对于竹节锚索或者类似于竹节的锚索,其表位移较小时,荷载便到达峰值荷载:过了峰值荷载,随位移的增加,荷载下降,但上式中剪应力的最大值T谑导试擞弥心岩匀范āR虼耍霉绞涤眉壑挡旅苌安阒凶畲蟊砻嬲辰崃κ窃诤芏痰拿8顺ざ确段冢谒缮昂孀磐庠睾傻脑黾樱砻嬲辰崃Φ姆逯档阆蛎9潭卧抖俗R疲位移后,两者界面的某些地方就会发生破坏,这时锚索和灌浆柱之间摩擦阻力就发挥主要作用,而且摩擦阻力是随灌浆体的剪胀而增加。增大锚索表面的粗糙度就能提高摩擦阻力,对灌浆体而言则提高了其剪切强度。对于光面锚索,锚索和灌浆体之间的结合,主要取决于滑动之前的附着力和滑动面有突节,结合力主要取决于机械作用。在进行拉拔试验时,力由锚索传递到灌浆体,最后的结果可能是灌浆体的开裂或压碎,锚头滑动并附带部分砂浆体拔出灌浆体,所以灌浆体的强度成为承载力的控制因素。这些研究也表明,锚索体本身强度很高且表面粗糙性很好,在力由锚索