壓力分散型錨索錨固機(jī)理與地震動響應(yīng)的數(shù)值模擬.pdf

1、壓力分散型錨索作為一種新型的預(yù)應(yīng)力錨索，在巖土錨固工程界已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。當(dāng)前對于壓力分散型錨索錨固機(jī)理的理論研究相對工程應(yīng)用較為滯后，壓力分散型錨索錨固特性受到諸多因素的影響，為能有效指導(dǎo)錨索設(shè)計(jì)、施工，仍需要深入開展針對該型錨索錨固機(jī)理特性研究。目前對該型錨索的錨固機(jī)理研究主要集中于研究靜力狀態(tài)下的錨固特性和應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律，對于地震動下的壓力型錨索的研究則鮮有報(bào)導(dǎo)。
　　 本文在前人研究的基礎(chǔ)之上，采用數(shù)值分析方法研究了注漿

2、體與巖體界面參數(shù)、單元錨固段長度、錨固體直徑等參數(shù)對壓力分散型錨索的錨固段應(yīng)力分布規(guī)律特性的影響，分析了不同地震強(qiáng)度下，壓力型錨索錨固體系在地震動下的應(yīng)力、位移等動力響應(yīng)規(guī)律，探討了壓力型錨索在地震動下的破壞模式。全文研究成果如下：
　　 (1)通過設(shè)定四組注漿體-巖體界面力學(xué)參數(shù)，采用數(shù)值分析方法對比分析錨固段應(yīng)力分布規(guī)律。錨固體界面剪應(yīng)力峰值隨界面力學(xué)參數(shù)在有限范圍內(nèi)增加而增大，而剪應(yīng)力有效分布長度則隨著在一定范圍內(nèi)減??；注

3、漿體軸向應(yīng)力峰值隨界面力學(xué)參數(shù)在一定范圍內(nèi)的增加而減??；界面剪應(yīng)力和注漿體軸向應(yīng)力衰減速率均隨著界面力學(xué)參數(shù)的增大而增大；在二組預(yù)應(yīng)力與四組注漿體-巖體界面力學(xué)參數(shù)條件下，界面剪應(yīng)力曲線形式主要呈現(xiàn)“升高+下降+直線下降+指數(shù)衰減”與“升高+陡降”二種分布模式。
　　 (2)采用數(shù)值分析方法研究了壓力分散型錨索加固軟巖時，單元錨固長度對錨固段應(yīng)力分布規(guī)律的影響。不同長度的單元錨固段在相同荷載作用下，剪應(yīng)力峰值隨單元錨固段長度增加

4、出現(xiàn)小幅下降，而剪應(yīng)力分布的有效長度則隨單元錨固長度增加而呈小幅增加，注漿體軸向應(yīng)力峰值受錨固段長度變化影響較小，注漿體軸向應(yīng)力峰值和分布長度主要隨外荷載增加而增加。同時研究了不同單元長度錨固段隨拉拔荷載增長塑性區(qū)擴(kuò)展情況，較短長度的錨固單元塑性區(qū)擴(kuò)展速度和范圍大于較長錨固單元的錨固體。研究結(jié)果表明，對于強(qiáng)風(fēng)化類土質(zhì)的軟巖邊坡加固，在設(shè)計(jì)上為保證一定的安全富余量，單元錨固長度不宜小于3m。
　　 (3)不同錨固體直徑下，隨著錨固

5、體直徑增大，界面剪切面積和注漿體軸向受壓截面積增大，錨固段漿體受到巖體的三向約束作用也在削弱，直接導(dǎo)致界面的剪切應(yīng)力和注漿體的軸向壓應(yīng)力峰值顯著減小，但剪切應(yīng)力分布有效長度受錨固段直徑的影響不大。
　　 (4)水平地震作用下，錨索軸力、注漿體軸向應(yīng)力、界面剪應(yīng)力均會在地震作用過程中出現(xiàn)較大的增幅；在200kN的初始預(yù)應(yīng)力作用下，錨索軸力峰值在7、8、9級地震作用過程中分別提高了22.2％、33.5％、48.9％，而注漿體軸向峰值