岩体锚固稳定性分析的能量法研究

摘要

岩体稳定性研究主要是针对岩质边坡及其加固设计方法进行，其中，锚杆锚固技术得以广泛应用，然而，目前却缺乏对危险岩体施加锚固措施后的稳定性进行分析的方法。因此，本文将以新的思路，从能量角度建立一种针对含连续结构面加锚岩体的稳定性动态分析方法。这种新方法主要有如下四个特点： （1）用能量的观点推导适合刚体的稳定性判据和条间力的倾角。 （2）考虑滑面（连续结构面）各点之间、各锚杆之间及滑面与锚杆之间的破坏非一致性。 （3）考虑锚杆锚固作用对滑面上正应力分布的影响。 （4）本文方法对含连续结构面加锚岩体的稳定性分析是一种动态分析，分析的是从岩体开始滑动到停止滑动并重新恢复稳定或滑动无法停止并最终失稳的这样一个过程。 本文研究工作的次序如下： 第一步，根据结构面剪切变形特征建立能反映岩体渐进破坏的计算模型，并根据岩体结构面的剪切破坏机制及其在滑动状态下的力学效应，确定结构面的破坏准则。 第二步，根据砂浆与围岩接触面上的应力分布状况，建立反映岩体滑移与锚固能力关系的计算模型，并确定判断锚杆是否丧失其锚固能力的方法；根据锚固荷载在岩体中的扩散与传递方式，推导锚固作用引起的附加应力的计算公式和确定滑面的极限抗剪强度。 第三步，以能量观点推导适用于刚体的稳定性判据和条间力的倾角，并据此推导出了适合本文方法的安全系数的计算公式。 第四步，根据新的定义推导出安全系数的计算公式。 最后，根据本文方法编制计算程序，进行算例分析。