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压力分散型锚索固机理试验研究

王志斌  
【摘要】:由于压力分散型锚索有诸多优点,正不断应用于工程,但其锚固机理至今还没有获得公认的研究成果,导致设计理论不成熟,严重影响了这种锚索的进一步推广应用。本文结合工程实际中出现的问题,开展锚固机理的模型试验研究。主要成果如下: 1.在总结分析前人试验研究成果的基础上,根据锚固段的受力特点,制定了能较好反映锚固段受力特征的试验方案。利用自制的压力分散型锚索模型试验装置,采用分级循环张拉方法,分别对砂粘土、碎裂岩体和软岩等三种岩土地层中具有2-4个单元锚体的锚固段的锚固机理进行了试验研究。 2.试验结果表明施加在各单元锚体上的压力在向孔口方向传递时,会在浆体上产生轴应力和浆-岩界面的剪应力,这些应力的分布规律具有负指数函数特征。即在每个单元锚体的承载体处轴应力和剪应力取得最大值,以后随锚体长度的增加而逐渐衰减,衰减快慢与岩土地层对浆体的约束力有关。岩土体对浆体的约束力越大,衰减越快,反之则慢。 3.试验揭示了各单元锚体上的压力在向孔口方向传递时,各单元锚体间的应力会相互影响,会出现应力叠加现象。各单元锚体上的压力在向孔口方向传递过程中,如果锚体上的轴应力和浆-岩界面的剪应力衰减很慢,就会将这些力传递给下一个单元锚体,最终造成靠近孔口处的单元锚体上的轴应力和剪应力增加很大,会降低锚固效果。 4.根据试验得出的锚固段的受力机理,建立了基于浆体径向变形特征的单元锚体受力分析模型,给出了单元锚体轴应力和浆-岩界面的剪应力的计算公式,按照试验结果给出了公式中的各参数值,并与试验和数值计算分析结果做了对比,得到了较好的验证。


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