锚固类结构内锚固段剪应力分布特征研究

摘要

锚固类结构是指基于锚固技术的锚杆、锚索和土钉一类岩土工程加固、支护结构。 本文论述了锚固技术和锚固理论的现状与发展情况，研究了锚固类结构内锚固段的锚固机理。研究表明，在目前的岩土加固工程中，锚固类结构以其经济实用、效果显著而得到了广泛的应用。锚固段是锚固类结构的主要部分，其第一、第二交结面上剪应力分布规律是工程设计的基本依据和前提。本文以拉、压两种类型锚杆为研究对象，对其承载力、应变与剪应力分布特征展开研究，并借助于理论分析、数值计算研究其剪应力分布状态，在此基础上提出了锚杆长度和承载力的计算方法。 本文以室内试验为主要研究手段，进行了四个锚杆模型的试验。 文中引用了运用RSEAP程序对直杆式预应力锚索锚固段的受力特点进行的有限元分析结果，并将其与试验结果进行了对比分析，结果表明本文根据实测结果推导出的杆体轴应变和第一、第二交界面的剪应力和顾院士利用有限元分析所得的结果从曲线形态以及分布特征上是完全一致的。 最后，根据对锚杆内锚固段受力状态的分析结果，提出了锚杆锚固长度和承载力的设计计算方法。

目录

文摘

英文文摘

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第一章引言

1.1选题依据及研究意义

1.2国内外锚固类结构应用及发展概况

1.2.1国外应用及发展概况

1.2.3国内应用及发展概况

1.3国内外对锚固理论研究的现状

1.3.1国内研究现状

1.3.2国外研究现状

1.4当前锚杆支护理论分析及设计计算存在的问题

1.5主要研究内容和研究思路

1.5.1研究内容

1.5.2研究思路

第二章室内试验研究

2.1试验目的

2.2试验方案

2.2.1试件设计

2.2.2锚杆钢筋、注浆体及介质浆液材料的选择及配比

2.3试件的制作工艺

2.4量测方案

2.5加载方案

2.6锚杆抗拔力试验

第三章试验结果与分析

3.1试件承载力及破坏状态

3.1.1试件承载力

3.2试件杆端位移测试结果与分析

3.2.1杆体材料屈服前杆端位移特征

3.2.2杆体材料屈服后杆端位移特征

3.3应变测试结果与分析

3.3.1锚固段杆体轴应变分布规律

3.3.2不同荷载下试验锚杆注浆体与周围介质交界面的剪应变分布

3.3.3锚杆周围介质内部剪应力分布特征

第四章锚固段受力状态分析

4.1用试函数对实测数据进行拟合分析

4.1.1对杆体实测轴应变的拟合

4.1.2第一交界面剪应力公式的推导

4.1.3浆体与周围介质交界面的剪应变分布分析

4.2煤炭科学研究院基于树脂锚杆的分析法

4.3陆士良、汤雷等基于拉拔试验的荷载分析

4.4采用“Mindlin位移解”计算锚固段应力分布

4.4.1半无限体内作用一垂直力的Mindlin位移解

4.4.2计算结果与分析

4.5基于局部变形假定计算锚固段应力分布

4.5.1应变与应力分布计算

4.6理论解与试验测试结果的对比分析

4.7试验测试结果与数值计算结果的对比分析

4.8锚固段受力与拉拔力的关系

4.9介质强度对锚固段剪应力分布的影响

4.10拉力型锚杆与压力型锚杆锚固段剪应力分布的比较

第五章设计计算方法研究

5.1有效锚固长度及极限承载力的确定

5.1.1有效锚固长度的确定

5.1.2极限剪应力及最大承载力的确定

5.2锚杆间距

第六章结语

6.1结论

6.2存在的问题及下步工作的建议

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果情况

发表论文情况：

主要研究成果情况：

致谢