预应力锚索格构梁复合结构的模型试验研究

【摘要】：预应力锚索格构梁复合结构是一种近年来广泛用于边坡支挡和滑坡治理等方面的主动防护体系。该结构由锚索和格构梁共同组成,这种复合结构能充分挖掘岩土体的自身潜力,并产生强大的支护作用,加之其结构简单,自重较轻,节省材料,有良好的经济技术价值。但是目前对于此类结构的理论研究远远落后于工程应用,特别是格构梁的设计计算理论研究相对缺乏。 鉴于此,本文主要的研究内容是格构梁节点处荷载沿纵横梁的分配规律、同一锚固力作用下纵横梁合理的匹配刚度以及对格构梁纵横梁荷载分配比值可能存在影响的坡面倾角、梁刚度、锚索夹角、加载位置等因素的影响规律探讨,最后提出基于双参数地基模型的格构梁内力计算方法。论文以模型试验为手段,通过正交试验设计完成上述内容的试验研究。试验结果表明梁刚度变化对锚索作用点处的纵横梁荷载分配比值的影响最为显著,当纵横梁刚度比值介于0.558～1之间时纵横梁荷载分配比值在1附近时比较均匀,当纵横梁刚度比值大于1时,纵横梁分配比值变化幅度加大,说明此时纵横梁分担的荷载值差别较大,很不均匀。加载位置对纵横梁分配比值的影响也是显著的,而坡面倾角和锚索夹角对纵横梁荷载的分配比值影响不明显。对格构梁的内力计算提出基于双参数地基模型的格构梁内力计算方法,其计算结果表明,双参数地基模型上的格构梁内力由于考虑土中剪力的传递更加接近于试验实测值,其计算工作量与winkler弹性地基梁法相当,此外,文中还探讨了扭矩作用对格构梁节点受力情况的影响结果以及格构梁交叉节点底部的应力值的修正,由于内力计算过程中节点处的面积被重复计算,使得梁底应力偏小,可能导致计算结果的偏于不安全,修正后的应力值更接近于实际情况。最后通过有限元模拟验证试验结果的合理性。文中所获得的结论,对工程中的预应力锚索格构梁复合结构的设计计算具有重要意义,对于深入研究预应力锚索格构梁复合结构的作用机理,也具有一定的参考价值。