多段型与全长粘结型锚杆锚固机理的对比研究

摘要

近年来，随着西部交通大建设的展开，对于岩质高边坡的稳定性分析和加固措施的研究越来越受到重视。而锚固技术巧妙地利用了钢材的高抗拉强度，调用并提高了岩土体自身的强度及自稳能力，充分挖掘了岩土体的潜能，有效地节约了工程费用并有利于施工安全，已成为提高岩土工程稳定性和解决复杂岩土工程问题最经济、最有效的方法之一。因此改进锚杆形式，深入研究锚杆的传力机理，具有一定的理论和工程意义。本文提出一种新型的多段型锚杆，将其受力机理与全长粘结式锚杆进行对比研究。 本文的主要研究内容包括： 1.在查阅大量国内外资料的基础上，对预应力锚杆传力机理的研究现状进行了总结，提出了一种新的锚固方法。 2.从弹性力学理论基础出发，在一定的假设条件下，推导分析了两种锚固体系的应力分布规律。基于拉拔作用模型和R.Mindlin位移解两方面推导全长粘结的应力分布规律。基于全长粘结的理论解，结合有限元分析和试验数据，利用数理统计的方法，提出多段型锚杆的经验公式。 3.通过试验室研究，得出了两种锚固体系中锚杆和灌浆体的应力-应变分布规律，为理论解的研究提供现实依据。 4.建立合理的锚杆受力平面模型，利用有限元ANSYS软件进行数值模拟，通过分析计算并与试验结果相验证，获得了一致性的结论。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题的提出

1.2研究背景、目的和意义

1.2.1研究背景

1.2.2研究的目的

1.2.3研究的意义

1.3国内外研究现状

1.3.1概述

1.3.2力学传递机理研究状况

1.4常用锚杆(索)类型

1.5存在问题

1.6本文研究思路和主要工作

第二章 锚杆的力学传递机理分析

2.1弹性力学理论基础

2.2全长粘结锚杆受力分析

2.2.1基于抗拔作用力模型的理论分析

2.2.2岩体位移表达式

2.2.3状态方程及求解

2.2.4剪力集度

2.3多段型锚杆受力分析

2.3.1剪力集度

2.4结论与小结

第三章锚杆应力分布的试验研究

3.1试验背景及开展试验的意义

3.2试验目的

3.3试验方案拟定

3.4试验过程

3.4.1试验构件的制作

3.4.2构件张拉

3.5总结分析及建议

3.5.1应力分布曲线图

3.5.2应力分布情况分析：

第四章锚杆应力分布的数值模拟研究

4.1 数值模拟方法在岩土工程中的应用

4.1.1概述

4.1.2有限元

4.1.3常用有限元软件

4.2锚固系统数值分析的力学模型

4.2.1锚固体界面单元模型

4.2.2大位移摩擦接触单元

4.2.3关于Drucker-Prager理想弹塑性材料

4.3ANSYS锚杆受力数值模拟

4.3.1模型建立及参数设置

4.3.2应力-应变分布结果

4.4结果分析

第五章结论与建议

致谢

参考文献

在学期间发表论著及取得的科研成果