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《广东工业大学》 2012年
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简谐动力波作用下锚杆的工作机理试验及数值模拟研究

曾镇强  
【摘要】:锚固技术是岩上程中一种非常重要和常用的加固技术,它应用锚杆或锚索对岩体进行加固,充分发挥岩体自身的稳定能力。锚固技术广泛应用于水利水电、铁路交通、城市建设、地下工程、国防建设、采矿工程等行业。但目前岩土锚固规范和工程经验绝大部分是对于静力作用下的研究和设计理论,对于地震动力研究计算理论还基本处于空白。本论文针对锚固工程中遇到的动力问题,通过动力作用下的破坏试验,并结合简谐地震波及模拟数值分析研究,对动力作用下锚固机理、锚杆和灌浆体剪应力分布规律及动态抗拔力等方面进行了较为深入的研究。 在前人研究的基础上,本文主要进行了以下的研究工作: (1)首先介绍了国内外岩土工程锚固研究现状和当前的应用领域,指出岩土锚杆研究存在的问题,提出了本文的主要研究内容、研究意义、预期到达的目标。 (2)介绍了实际工程中岩土锚杆的类型和适用条件,对在静力作用下粘结式锚杆的受力特性包括锚杆剪应力、抗拔力等进行分析。 (3)通过实验室试验,研究在不同的简谐波频率、预应力、锚固长度下锚杆及灌浆体的剪应力分布规律及本试验条件下锚固结构的主要破坏形式。通过分析对比得出动力作用下锚杆剪应力、抗拔力与静力作用下锚杆的区别,同时分析产生区别的原因。 (4)本文采用有限元软件ABAQUS,在弹性范围内模拟本试验条件并结合工程实际情况下锚杆和灌浆体沿长度方向的应力分布规律。同时提取锚杆上的点,研究在动力作用全过程剪应力变化趋势。 (5)结合锚杆拉拔试验发现的问题和数值模拟结果,通过对比分析总结出若干有价值的结论,同时对以后的研究提出建议。 岩土工程锚固理论是锚固技术应用与发展的重要组成部分,本文所获得的研究成果将为动力作用下的锚固理论、锚固设计和计算提供理论依据。
【学位授予单位】:广东工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD353.6

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