壓力分散型錨索錨固機理與地震動響應的數(shù)值模擬.pdf

1、壓力分散型錨索作為一種新型的預應力錨索，在巖土錨固工程界已經(jīng)得到廣泛的應用。當前對于壓力分散型錨索錨固機理的理論研究相對工程應用較為滯后，壓力分散型錨索錨固特性受到諸多因素的影響，為能有效指導錨索設計、施工，仍需要深入開展針對該型錨索錨固機理特性研究。目前對該型錨索的錨固機理研究主要集中于研究靜力狀態(tài)下的錨固特性和應力應變規(guī)律，對于地震動下的壓力型錨索的研究則鮮有報導。
　　 本文在前人研究的基礎之上，采用數(shù)值分析方法研究了注漿

2、體與巖體界面參數(shù)、單元錨固段長度、錨固體直徑等參數(shù)對壓力分散型錨索的錨固段應力分布規(guī)律特性的影響，分析了不同地震強度下，壓力型錨索錨固體系在地震動下的應力、位移等動力響應規(guī)律，探討了壓力型錨索在地震動下的破壞模式。全文研究成果如下：
　　 (1)通過設定四組注漿體-巖體界面力學參數(shù)，采用數(shù)值分析方法對比分析錨固段應力分布規(guī)律。錨固體界面剪應力峰值隨界面力學參數(shù)在有限范圍內(nèi)增加而增大，而剪應力有效分布長度則隨著在一定范圍內(nèi)減??；注

3、漿體軸向應力峰值隨界面力學參數(shù)在一定范圍內(nèi)的增加而減小；界面剪應力和注漿體軸向應力衰減速率均隨著界面力學參數(shù)的增大而增大；在二組預應力與四組注漿體-巖體界面力學參數(shù)條件下，界面剪應力曲線形式主要呈現(xiàn)“升高+下降+直線下降+指數(shù)衰減”與“升高+陡降”二種分布模式。
　　 (2)采用數(shù)值分析方法研究了壓力分散型錨索加固軟巖時，單元錨固長度對錨固段應力分布規(guī)律的影響。不同長度的單元錨固段在相同荷載作用下，剪應力峰值隨單元錨固段長度增加

4、出現(xiàn)小幅下降，而剪應力分布的有效長度則隨單元錨固長度增加而呈小幅增加，注漿體軸向應力峰值受錨固段長度變化影響較小，注漿體軸向應力峰值和分布長度主要隨外荷載增加而增加。同時研究了不同單元長度錨固段隨拉拔荷載增長塑性區(qū)擴展情況，較短長度的錨固單元塑性區(qū)擴展速度和范圍大于較長錨固單元的錨固體。研究結(jié)果表明，對于強風化類土質(zhì)的軟巖邊坡加固，在設計上為保證一定的安全富余量，單元錨固長度不宜小于3m。
　　 (3)不同錨固體直徑下，隨著錨固

5、體直徑增大，界面剪切面積和注漿體軸向受壓截面積增大，錨固段漿體受到巖體的三向約束作用也在削弱，直接導致界面的剪切應力和注漿體的軸向壓應力峰值顯著減小，但剪切應力分布有效長度受錨固段直徑的影響不大。
　　 (4)水平地震作用下，錨索軸力、注漿體軸向應力、界面剪應力均會在地震作用過程中出現(xiàn)較大的增幅；在200kN的初始預應力作用下，錨索軸力峰值在7、8、9級地震作用過程中分別提高了22.2％、33.5％、48.9％，而注漿體軸向峰值