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《西安科技大学》 2010年
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锚杆拉拔荷载传递机理及试验研究

陈弦  
【摘要】: 锚杆支护是提高岩土工程稳定性和解决复杂岩土工程问题最有效的手段之一,在边坡工程,隧道工程、采矿工程和基坑工程等领域得到了广泛的应用。现场拉拔试验是检测锚杆锚固质量的重要手段之一,锚杆应力的分布不均匀导致对锚杆抗拔力的测量并不能完全的反应锚杆的锚固状态。因此,拉拔荷载传递机理的正确描述对锚杆的设计具有重要工程意义。本文通过弹塑性理论分析和现场拉拔试验对锚杆的荷载传递、锚杆的破坏过程以及锚固层界面的参数进行了深入的研究。取得了一些有意义的成果: 1、对锚杆的破坏模式和锚固机理进行了分析。阐述了锚杆在拉拔荷载作用下失效的方式和原因。分析了在锚固段的荷载传递过程中,两个界面之间粘结力的作用机理和力学行为。 2、总结了已有的锚固体与岩体之间的剪切滑移本构关系模型。基于B.Benmokrane等建立的孔壁界面的剪切滑移本构模型,采用荷载传递函数法,建立弹塑性理论空间模型,得到了锚杆界面上剪应力沿锚杆分布的理论解。研究表明,锚固体与岩石界面可以分为残余剪切阶段,塑性软化阶段和弹性变形阶段,不同位置处的界面满足不同剪应力分布规律。并对影响锚杆锚固效果的因素进行了系统的分析。 3、通过现场黄土层锚杆拉拔试验,得到了沿锚固体的应力分布规律,并与理论结果进行对比分析,吻合较好。针对柠条塔煤矿矿井支护的锚杆进行现场拉拔试验研究,得出了煤岩体中的锚杆在树脂锚固剂作用下的荷载位移全过程曲线。通过锚杆拉拔特征曲线对锚固层界面的破坏过程进行分析,得到了界面破坏过程分为:弹性变形阶段、滑移变形阶段、脱粘出现与发展阶段和完全脱粘阶段。 4、推导了锚固层界面极限抗剪强度参数与锚杆拉拔P-S曲线之间的关系,结合煤巷现场试验得到的P-S曲线数据,计算得到树脂锚固剂与煤岩体之间的抗剪强度参数;针对黄土层现场试验得到的应力分布规律,通过分析计算,得到了黄土与砂浆界面的抗剪强度参数。为锚固体抗剪强度参数的确定提供了一套切实可行的办法,对锚杆的设计具有一定的指导意义。
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD353.6

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王宏科;锚杆(索)拉拔荷载传递规律及巷道支护参数优化设计研究[D];西安科技大学;2012年
【参考文献】
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1 赵赤云;预应力锚索锚固的作用分析[J];北京建筑工程学院学报;1999年02期
2 谭志林,李扬辉;三峡工程无粘结端头锚索现场试验研究[J];长江科学院院报;1999年04期
3 丁多文,白世伟,刘泉声;预应力长锚索锚固深度模型试验研究[J];工程勘察;1995年04期
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9 谷拴成;邵红旗;种建涛;;预应力锚索锚固段剪应力分布特性研究[J];煤炭工程;2008年11期
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【共引文献】
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1 涂恩照;徐刚;;滑坡地质灾害防治技术及应用[A];河南地球科学通报2008年卷(中册)[C];2008年
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7 杨海清;周小平;张永兴;;管缝式锚杆在拉拔荷载作用下受力分析模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 韦立德;陈从新;;三维锚杆数值模拟方法研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
9 陈国周;贾金青;;锚杆与土体界面渐进破坏的解析解[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
10 张向阳;李欢秋;吴祥云;庞伟宾;;不良地质环境中基坑边坡加固技术分析及其应用[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
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1 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
2 张选利;柔性注压锚杆锚固特性研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 叶红;风化岩体中压力型锚索锚固机理与设计方法研究[D];武汉理工大学;2010年
4 李鹏飞;海底隧道围岩稳定性分析与控制研究[D];北京交通大学;2011年
5 康富中;深埋超大规模地下铁路车站结构方案及关键支护参数优化研究[D];北京交通大学;2011年
6 郭小红;厦门翔安海底隧道风化槽衬砌结构稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
7 马海春;锚固洞室抗爆能力现场实验研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 王晓东;古代夯土建筑动力响应及抗震保护[D];兰州大学;2011年
9 陈旭光;高地应力条件下深部巷道围岩分区破裂形成机制和锚固特性研究[D];山东大学;2011年
10 罗强;岩质边坡稳定性分析理论与锚固设计优化研究[D];中南大学;2010年
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1 张亚坤;偏置荷载下FRP筋砼双向板冲切性能研究[D];郑州大学;2010年
2 肖志龙;中置集中荷载作用下FRP筋混凝土双向板冲切性能研究[D];郑州大学;2010年
3 张东方;锚杆锚固质量动力无损检测数值模拟研究[D];郑州大学;2010年
4 王丽丽;基于Wi-Fi的无线数据采集系统研究[D];郑州大学;2010年
5 刘波;地铁隧道围岩监测与有限元模拟[D];辽宁工程技术大学;2009年
6 王涛;大峪沟—三架岭引水隧洞围岩稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
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8 刘凤;岗曲河一级水电站厂房后边坡开挖与支护稳定性分析[D];长沙理工大学;2010年
9 李怀玉;锚固岩土边坡支护效果的评价方法研究[D];长沙理工大学;2010年
10 贺拿;矸石山边坡稳定性分析及治理研究[D];河南理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 赵赤云;预应力锚索锚固的作用分析[J];北京建筑工程学院学报;1999年02期
2 谭志林,李扬辉;三峡工程无粘结端头锚索现场试验研究[J];长江科学院院报;1999年04期
3 丁多文,白世伟,刘泉声;预应力长锚索锚固深度模型试验研究[J];工程勘察;1995年04期
4 孔宪宾,佘跃心,李炜,汪洪武;土──锚杆相互作用机理的研究[J];工程力学;2000年03期
5 高丹盈,朱海堂,谢晶晶;纤维增强塑料筋混凝土粘结滑移本构模型[J];工业建筑;2003年07期
6 孔宪宾,佘跃心,汪洪武,高公略;土-锚杆界面模型的改进和应用[J];力学与实践;1999年05期
7 谷拴成;邵红旗;种建涛;;预应力锚索锚固段剪应力分布特性研究[J];煤炭工程;2008年11期
8 王明恕;;全长锚固锚杆机理的探讨[J];煤炭学报;1983年01期
9 黄福德,赵彦辉,李宁;预应力锚固机理数值仿真分析研究[J];西北水电;1996年01期
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1 尤春安;锚固系统应力传递机理理论及应用研究[D];山东科技大学;2004年
【二级参考文献】
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1 何思明;抗拔锚板基础承载力研究[J];地下空间;2002年02期
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3 董学晟,夏熙伦;三峡工程船闸高边坡岩体力学试验研究*的历史回顾[J];长江科学院院报;1999年02期
4 汪明武,王鹤龄;声频应力波在锚杆锚固状态检测中的应用[J];地质与勘探;1998年04期
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1 尤春安;锚固系统应力传递机理理论及应用研究[D];山东科技大学;2004年
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6 朱天胜;既有岩土锚固工程加固方法初探[D];重庆大学;2011年
7 王宏科;锚杆(索)拉拔荷载传递规律及巷道支护参数优化设计研究[D];西安科技大学;2012年
8 吕丹丹;低频信号的锚杆动态响应特征研究[D];河北科技大学;2011年
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10 岳帅;内嵌光纤复合纤维增强树脂智能锚杆[D];哈尔滨工业大学;2011年
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