压力型锚杆现场试验及剪力分布计算

摘要

在土木建筑工程中，岩土锚固得到了日益广泛的应用。长期以来国内普遍采用的都是全长粘结的拉力型锚杆，相关的分析研究也已经比较成熟和充分。但另一方面，随着我国水利、交通、通讯等基础设施建设力度的加大，边坡、大坝、桥梁、隧洞、深基坑以及建筑结构物的抗倾倒、抗浮力、抗滑移等建设工程将对岩土锚固提出一些新的和更高的要求：如要求进一步调用岩土体的自身强度，锚杆应具有足够的耐久性，锚杆的使用应不影响周边地层的开发等。而目前国内普遍采用的拉力型锚杆是无法满足这些要求的。 本文第三章着眼于近年来出现的新型压力(分散)型锚杆，根据收集的相关资料论述了该锚杆的研究现状，阐述了其受力机理，并据此提出了求解压力型锚杆剪力分布的计算模型。在该计算模型中，运用Mindlin公式计算岩体位移，并基于在杆体与岩土体接触面上位移相等的假定与杆体的位移建立等式，进而求出沿杆体全长的剪力分布。在求解过程中使用标准计算软件MATLAB(5.3Edition)进行数个算例的计算，然后使用该软件的函数可视化功能绘制剪力沿杆体长度的分布曲线，最后通过对图象的分析得出压力型锚杆剪力分布的特征。另外，运用功的互等原理简单分析了尾部灌浆体径向扩张对提高杆侧摩阻强度的贡献。 本文第四章在在参考国内一些单位已经进行的部分压力型锚杆抗拔试验的基础上，针对基于岩层的该类型试验还是空白的现状，结合重庆大学沿江危岩边坡治理工程设计了岩层中的压力型锚杆与传统拉力型锚杆抗拔力对比实验。在参考文献的基础上自己设计制作了压力型锚杆杆体，在试验中得到了相关的P～s曲线，比较了两种锚杆的荷载传递性状，探讨了影响压力型锚杆承载力的因素。为在实际工程中设计和使用压力型锚杆提供了部分参考。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1岩土工程中常用锚杆及锚固原理

1.1.1锚杆的含义

1.1.2锚杆的锚固原理

1.1.3岩土工程中锚杆的应用

1.1.4岩土锚杆种类及其特点

1.2常用锚杆的锚固力计算

1.2.1粘结型锚杆

1.2.2楔缝式锚杆

1.2.3涨壳式锚杆

1.2.4缝管式锚杆

2研究现状及任务

2.1岩土工程锚固技术的发展概述

2.2问题的提出

2.3压力分散型锚杆实际应用及研究现状

2.3.1压力(分散)型锚杆实际应用情况介绍

2.3.2压力(分散)型锚杆研究现状

2.4本文研究的意义及目的任务

2.4.1本文研究的意义

2.4.2研究的目的任务

3压力型锚杆应力分布的计算

3.1压力型锚杆的结构构造与锚固机理

3.2计算模型

3.3相关假设

3.4基本计算方法

3.5具体计算求解

3.5.1本文符号假定及Mindlin解

3.5.2计算公式的推讨

3.5.3具体计算

3.5.4侧向膨胀对杆侧粘结应力的贡献

3.6计算结果分析

3.7计算结果与拉力型锚杆的比较

3.7.1拉力型锚杆剪应力分布的理论计算

3.7.2拉力型锚杆剪应力分布的实验研究

3.7.3压力型与拉力型锚杆剪应力分布特征对比

4压力型锚杆抗拔试验

4.1试验目的

4.2试验方案

4.2.1压力型锚杆的破坏形式

4.2.2试验概况

4.2.3试验用压力型锚杆的制作

4.2.4试验设备

4.2.5试验加载方案

4.3试验实测数据分析

4.3.1主要试验结果

4.3.2试验锚杆极限承载力的确定

4.3.3压力型、拉力型锚杆试验结果的对比

4.3.4基于岩层的压力型锚杆的破坏特点

5结论

致谢

参考文献