碎裂結(jié)構(gòu)巖體路塹邊坡錨固機(jī)理分析及其應(yīng)用研究.pdf

1、等厚層狀碎裂結(jié)構(gòu)巖體是工程中最常見(jiàn)的一種碎裂巖體結(jié)構(gòu)，這種巖體結(jié)構(gòu)邊坡的加固技術(shù)是工程技術(shù)人員最難把握的。錨作為一種原位巖體加固方法，自誕生之日起即獲得廣泛應(yīng)用，經(jīng)幾十年的研究和工程實(shí)踐，被國(guó)內(nèi)外巖土工程界公認(rèn)為是直接加固巖體的最具發(fā)展前途的方法。本文對(duì)等厚層狀碎裂結(jié)構(gòu)巖體路塹邊坡的錨固及其應(yīng)用技術(shù)展開(kāi)了研究，研究?jī)?nèi)容涉及了邊坡變形破壞機(jī)理、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法、錨固機(jī)理、錨固設(shè)計(jì)計(jì)算方法和錨固格子梁坡面結(jié)構(gòu)等，研究手段采用了模型試驗(yàn)、解析計(jì)

2、算、流形元及有限元數(shù)值分析和工程實(shí)例設(shè)計(jì)及監(jiān)測(cè)等。通過(guò)比較全面系統(tǒng)的研究，本文獲得的主要成果及結(jié)論如下：(1)模型試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，碎裂結(jié)構(gòu)巖體路塹邊坡破壞包括淺層破壞和深層破壞，無(wú)論加錨與否，離開(kāi)坡面一定距離后碎裂結(jié)構(gòu)巖體路塹邊坡變形是連續(xù)的，呈現(xiàn)出似均質(zhì)巖體特征，因此可用似均質(zhì)巖體穩(wěn)定性計(jì)算方法分析碎裂結(jié)構(gòu)巖體路塹邊坡的整體穩(wěn)定性。 (2)研究提出了加錨后碎裂結(jié)構(gòu)巖體路塹邊坡將形成三個(gè)變形區(qū)：直接壓縮區(qū)、剪切變形區(qū)、連續(xù)變形區(qū)。

3、引入相關(guān)假設(shè)后導(dǎo)出了錨力作用形成的直接壓縮區(qū)計(jì)算深度解析式。 (3)提出主動(dòng)錨和被動(dòng)錨聯(lián)合治理碎裂結(jié)構(gòu)巖體路塹邊坡的觀點(diǎn)，并提出主動(dòng)錨治理邊坡的深層破壞，其長(zhǎng)度由似均質(zhì)巖體穩(wěn)定性計(jì)算獲得的邊坡破裂面位置決定，被動(dòng)錨治理邊坡的淺層破壞，其長(zhǎng)度由錨力作用形成的直接壓縮區(qū)深度決定。 (4)研究發(fā)現(xiàn)加錨后碎裂結(jié)構(gòu)巖體路塹邊坡破裂面會(huì)向邊坡深部發(fā)展，這對(duì)錨的非錨固段超過(guò)滑裂面長(zhǎng)度有影響。研究結(jié)果表明，錨的非錨固段超過(guò)滑裂面長(zhǎng)度可用

4、Hobst經(jīng)驗(yàn)公式估算。 (5)邊坡錨固的斷裂力學(xué)研究結(jié)果表明：在裂紋尖端施加錨固力效果最好，錨固效果隨錨間距的減小呈非線性增加。引入相關(guān)假設(shè)后導(dǎo)出了錨間距的斷裂力學(xué)解析計(jì)算式。 (6)采用流形元和ANSYS分析了邊坡錨固機(jī)理，結(jié)果表明邊坡加錨后可減小邊坡巖土體位移、均化邊坡錨固區(qū)內(nèi)的應(yīng)力分布梯度，有利于邊坡穩(wěn)定。 (7)研究并首次提出邊坡穩(wěn)定性極限平衡分析時(shí)錨作用力簡(jiǎn)化的“三類條塊法”。研究認(rèn)為路塹邊坡安全系數(shù)