預(yù)應(yīng)力內(nèi)錨固段作用機(jī)理及其耐久性研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷加快，我國(guó)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也正處于一個(gè)蓬勃發(fā)展的時(shí)期，由此產(chǎn)生了大量的高邊坡和基坑工程。而預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)由于其具有對(duì)巖土體擾動(dòng)小、施工快、安全、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)，在巖土加固的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效應(yīng)。 但在以往的預(yù)應(yīng)力錨固設(shè)計(jì)中，都是按照極限平衡的原則，認(rèn)為錨固系統(tǒng)是一勞永逸的，并沒(méi)有考慮它的耐久性問(wèn)題。然而事實(shí)上，影響預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)壽命的因素眾多，它與實(shí)際工

2、程的外部環(huán)境(包括降雨、冷熱)、錨固機(jī)理、腐蝕介質(zhì)的存在等因素都密切相關(guān)。本文在分析預(yù)應(yīng)力內(nèi)錨固段耐久性影響因素的基礎(chǔ)上，提出了預(yù)應(yīng)力內(nèi)錨固段耐久性的動(dòng)態(tài)概念。 首先采用室內(nèi)相似模型試驗(yàn)及數(shù)字圖像變形量測(cè)技術(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力錨固結(jié)構(gòu)在張拉荷載作用下的全斷面特性、細(xì)觀位移發(fā)展機(jī)理及破壞機(jī)制進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究。主要探討了桿體軸力和內(nèi)錨固段各界面剪應(yīng)力隨張拉力的變化以及單、群錨作用下位移場(chǎng)的發(fā)展和變化規(guī)律，同時(shí)也為后面的細(xì)觀數(shù)值模擬提供了理

3、論基礎(chǔ)。 接著通過(guò)對(duì)一實(shí)際邊坡加固工程施工期、長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)期的預(yù)應(yīng)力錨索張拉力變化特點(diǎn)的分析，探討了影響預(yù)應(yīng)力變化的各種因素，并揭示了預(yù)應(yīng)力變化的基本規(guī)律，提出了預(yù)應(yīng)力變化的大循環(huán)和小循環(huán)的概念。以此為基礎(chǔ)，考慮不同的循環(huán)加載方案和加載變幅，采用室內(nèi)相似模型試驗(yàn)的方法對(duì)預(yù)應(yīng)力內(nèi)錨固段在循環(huán)荷載作用下的耐久性問(wèn)題進(jìn)行了探討和分析。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著荷載變幅的增大，最終循環(huán)荷載次數(shù)呈指數(shù)形式衰減，而錨固體強(qiáng)度對(duì)于最終的循環(huán)荷載次數(shù)也有著極為

4、重要的影響。 顆粒流理論及其PFC2D程序是一種細(xì)觀力學(xué)的分析方法及數(shù)值模擬途徑。它將土體細(xì)觀結(jié)構(gòu)變化與土的宏觀強(qiáng)度、變形以及土與結(jié)構(gòu)物相互作用的響應(yīng)聯(lián)系起來(lái)，有助于改善人們對(duì)于巖土工程問(wèn)題本質(zhì)與機(jī)理的認(rèn)識(shí)。本文采用PFC2D程序?qū)︻A(yù)應(yīng)力錨桿承受拉拔力作用下的錨固機(jī)理進(jìn)行了分析，并著重對(duì)周圍巖土體的應(yīng)力場(chǎng)、位移場(chǎng)所表現(xiàn)出來(lái)的細(xì)觀特性進(jìn)行了探討，進(jìn)一步揭示了單錨、群錨的錨固機(jī)理和位移發(fā)展特性。通過(guò)與有限差分程序及室內(nèi)模型試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)