多段擴(kuò)體錨桿拉拔受力性能的數(shù)值分析.pdf

1、隨著我國城市建設(shè)的迅速發(fā)展，高承載力錨桿在地下空間工程、邊坡支護(hù)、基坑支護(hù)等領(lǐng)域的需求不斷增加。與普通錨桿相比，擴(kuò)體錨桿的抗拔承載力高、支護(hù)效果好、并且施工便利。本文提出的多段擴(kuò)體錨桿是在端部擴(kuò)體錨桿的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型錨桿。該類型錨桿在我國實(shí)際工程中應(yīng)用較少，而且理論研究滯后，因此有必要進(jìn)行深入研究。本文在西安理工大學(xué)結(jié)構(gòu)大廳進(jìn)行的多段擴(kuò)體錨桿模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)值模擬，進(jìn)一步研究了多段擴(kuò)體錨桿的承載特性、破壞模式、群錨效應(yīng)等

2、，本文主要研究內(nèi)容包括以下幾方面：
　　（1）在模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用ABAQUS軟件對(duì)多段擴(kuò)體的受拉性能進(jìn)行數(shù)值模擬分析，研究了不同擴(kuò)體個(gè)數(shù)和埋深對(duì)其破壞模式的影響。發(fā)現(xiàn)端部擴(kuò)體錨桿周圍土體的破壞模式為“倒立的燈泡形”，隨著擴(kuò)體的增加，其周圍土體的破壞形態(tài)由“燈泡形”逐漸發(fā)展為呈串“火苗形”。而且淺埋擴(kuò)體錨桿周圍土體的破壞模式屬于整體剪切破壞，破壞區(qū)一直與地表相連；深埋擴(kuò)體錨桿周圍土體的破壞模式屬于局部剪切破壞。
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3、）通過數(shù)值模擬研究了埋深、錨桿尺寸對(duì)其抗拔承載力的影響。依據(jù)結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)隨著擴(kuò)體直徑、埋深的增加，其抗拔承載力也增大；當(dāng)埋深足夠大時(shí)隨著擴(kuò)體間距的增加其抗拔承載力也有所提高，只是效果不明顯；另外，埋深一定時(shí)，錨桿的抗拔承載力并不隨擴(kuò)體長度、擴(kuò)體個(gè)數(shù)的增加而增加，達(dá)到一定程度甚至?xí)S它們的增加而減小。通過多組試驗(yàn)?zāi)M數(shù)據(jù)得出其最優(yōu)擴(kuò)體長度為100mm-150mm，而擴(kuò)體個(gè)數(shù)的最優(yōu)解與擴(kuò)體錨桿的埋深相關(guān)，埋深越大，最優(yōu)擴(kuò)體個(gè)數(shù)就越大。

4、>　?。?）對(duì)土體參數(shù)進(jìn)行改變，研究了土體粘聚力、內(nèi)摩擦角、及變形模量對(duì)多段擴(kuò)體錨桿抗拔承載力的影響。通過數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)隨著粘聚力、內(nèi)摩擦角、變形模量的增大，多段擴(kuò)體錨桿的抗拔承載力會(huì)提高，但是變形模量貢獻(xiàn)較小。
　?。?）在實(shí)際工程中對(duì)群錨的應(yīng)用頗多，本文又進(jìn)一步研究了錨桿的水平間距、埋深、數(shù)量對(duì)群錨效應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)同一埋深，水平間距越大，群錨效應(yīng)越??；埋深越大，為減小群錨效應(yīng)所需的水平間距就越小，但不得小于4D。而且單根錨桿