基于FLAC^(3D)对输电线路锚杆基础的模拟分析

摘要

锚杆作为岩土工程中广泛应用的结构构件,一直是工程师和研究人员关注的热点。FLAC^(3D)内置的Cable、Pile等线性结构单元可考虑锚杆的结构属性和摩擦特性,是较为常用的锚杆建模方式;Pile单元的轴向行为特性采用一维模型描述,粘结摩擦特征采用法向和剪切向耦合弹簧模拟,但一维线性模型很难对锚杆截面形态带来的影响进行充分考虑。为研究截面尺寸对锚杆数值模拟的影响,构建一种Pile结构单元与实体网格单元组合形成的锚杆,用Pile结构单元模拟钢筋,用实体网格单元模拟注浆体,网格单元强度参数参考Pile单元耦合弹簧的强度参数取值,构建模型后与单独采用Pile结构单元构建的模型进行了对比分析。根据数值模拟结果,单独的Pile单元锚杆模型的极限抗拔力远小于组合锚杆。经过分析发现,FLAC^(3D)软件在考虑锚杆与岩土体耦合时假定锚杆的每个节点都位于某个FLAC^(3D)网格域内(该域被称为寄宿域),锚杆节点到寄宿域各网格点的距离作为权重因子进行插值,锚杆单元节点与寄宿域网格点之间的相互联结方式、寄宿域网格节点特性等直接影响到计算结果,虽然软件计算前需设置Cable、Pile等结构单元的界面尺寸、锚固剂周长等参数,但软件对桩结构单元的体积和尺寸效应如何考虑暂时未找到相关论述。