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《大连理工大学》 2006年
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粘结型锚杆锚固理论与试验研究

徐波  
【摘要】:锚固技术广泛地应用于土体加固、边坡稳定、深基坑支护和混凝土结构加固等工程中,充分理解锚固系统的力学机理对于实现有效设计是至关重要的。锚固系统构造复杂,一套完整的锚固系统包括三种介质和两个界面,这五个要素的力学性质直接决定了锚固系统的极限承载能力。本文通过试验研究、理论分析和数值模拟,着重研究了锚固系统中两个界面的粘结性能、灌浆体在承载状态下的强度和变形特性、粘结型锚杆的承载力计算与预测。具体内容如下: 1 通过对15个短埋长拔试件在单调加载下的拔出试验,研究了钢筋与灌浆体的粘结破坏全过程,分析了钢筋的表面形状、直径和灌浆的强度对于钢筋与灌浆体界面粘结强度的影响,根据试验结果计算出三个界面特征参数:界面剪切强度,界面剪切刚度和界面摩擦力。 2 对处于三轴压状态下的灌浆体进行了强度特性和变形性能的试验研究,分析三轴压状态下灌浆体的破坏形式,研究了应力比和中主应力对于三轴压状态下灌浆体强度的影响,在八面体应力空间建立了三轴压状态的灌浆体的破坏准则。 3 采用“推出”试验方法来研究灌浆体与混凝土的粘结性能。通过试验,得到了荷载—滑移全曲线,分析了灌浆体与混凝土基体粘结滑移破坏的全过程,研究了灌浆强度和钻孔直径对于界面粘结强度的影响。 4 建立了界面力学模型,得到了界面特征参数,用这些参数表征界面破坏不同阶段的粘结强度,并且与试验结果进行了比较,二者具有很好的一致性。 5 运用有限元方法计算了灌浆体被推出过程中混凝土基体中的应力分布,分析了混凝土基体发生劈裂破坏的原因。 6 提出了一种用于灌浆体从基体中推出试验的分析方法,研究了界面裂缝的扩展过程,利用这个方法可以计算出弹性阶段灌浆体中压应力和界面剪切应力沿深度方向的分布。 7 建立了灌浆体推出荷载与界面裂缝长度之间的关系模型,这个模型考虑了裂缝扩展过程中的软化和摩擦效应,并根据这个模型计算了极限推出荷载和界面裂缝长度临界值。 8 在试验的基础上建立了粘结型锚杆的有限元分析模型和理论分析模型,运用这两个模型计算了砂浆锚杆的极限荷载和破坏界面,二者具有很好的一致性。 9 采用神经网络技术描述了锚固系统承载力及其影响因素之间复杂的非线性映射关系,运用系统仿真的原理构造了锚固系统极限承载力预测的智能化仿真系统。将预测的结果与文献的试验结果进行了比较,证明了此方法的可行性和先进性。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU476

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【引证文献】
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【同被引文献】
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