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桩底嵌岩锚杆锚固段应力分布及应用研究

廖彬彬  
【摘要】: 随着我国土木建筑工程的迅速发展,大跨径桥梁等上部结构对基础沉降和承载力的要求越来越高,桩基础由于诸多优点在工程中得到广泛的应用,采用经济可靠的试验方法测定桩身竖向承载力,不仅是现有规范的要求,也是目前桩基础领域中具有重要理论与工程实际意义的课题。基桩荷载试验自锚法作为一种新的应用技术,其桩底嵌岩锚杆锚固段应力分布有待进行系统深入的研究。本文结合湖南省建设厅科技计划项目(200403),对锚杆抗拔承载机理、锚固段应力分布及其应用进行了探讨和分析,并在以下几个方面进行了深入研究: 首先,通过对国内外有关研究文献和试验资料的综合分析,较深入地探讨和总结了锚杆荷载传递机理、锚杆抗拔承载力的计算方法以及锚固段形式对锚固力的影响。 其次,针对拉力型锚杆的结构构造和受力特性,提出一种能切实反映自锚试验中桩底嵌岩锚杆工作状态的锚杆分析方法,建立出适合于桩底嵌岩锚杆的荷载传递函数,并由此推导出拉力型锚杆锚固段剪应力和正应力分布的解析解,进而结合实例探讨了桩底嵌岩拉力型锚杆锚固段剪应力和正应力沿锚固长度的分布规律及其影响因素。 再次,根据压力型锚杆的结构构造和受力特性,引入Kelvin弹性位移解,并结合锚固体-岩石作用的剪胀机理,推导出压力型锚杆锚固段剪应力和正应力分布的解析解,并结合实例探讨了桩底嵌岩压力型锚杆锚固段剪应力和正应力沿锚固长度的分布规律及其影响因素。 最后,基于锚杆线性变形分析和锚固体受力状态,分别导得了锚杆临界锚固长度以及极限承载力的计算公式,对比分析理论计算值和试验实测结果,并结合具体工程算例验证锚杆临界锚固长度和极限承载力计算公式的合理性。


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