预应力格构锚固体系模拟试验研究

【摘要】：近年来,国家基础设施建设发展迅猛,随着公路、铁路,城市建设工程的大规模开展,不可避免地要进行边坡开挖,由于处理不当,酿成了许多人工滑坡,目前对于滑坡防治的方法众多。格构梁锚固体系作为一种新型滑坡防治技术,具有施工便捷、造价合理及安全可靠等优点,搭配植被还有美化坡面的效果,因而在近年的滑坡防治工程设计中被广泛应用。为了研究框架梁锚固体系中框架梁-锚索-岩土体复合结构的受力特点,以及框架梁之间、梁与锚索之间的相互作用机理,为后续研究提供参考,同时为工程设计提出合理化建议,本文作了以下具体研究工作:1)以课题组承担的格构锚固大型物理模型试验[1]为研究背景,结合物理模型试验的设计方法和实测参数,首先用ANSYS软件建立了滑坡基本模型,合理划分模型网格,再利用FLAC-3D(岩土数值模拟软件)对锚索-格构支护体系进行三维数值模拟计算。2)开展了滑坡基本模型试验研究,在基本模型试验的基础上,对所进行的非预应力锚索格构试验进行模拟,对获得的模拟试验数据进行分析。随后对锚索施加预应力,分别对正方型格构-正方形截面、正方型格构-矩形截面、矩型格构-正方形截面、矩型格构-矩形截面等不同截面尺寸的锚索格构进行模拟分析。3)在以上格构形式研究的基础上,又对预应力锚固下的菱型格构、人字型格构以及拱型格构做了计算分析,研究了各格构类型随滑坡作用时的应变分布、应力分布规律,重点分析了锚索单元和格构梁单元的受力规律、变化特性以及破坏模式,预应力损失,同时分析了人字型格构和拱型格构梁所受的扭矩。4)将模拟计算结果与解析法所得格构梁内力计算结果、物理模型试验结果进行分析验证。对各计算结构汇总分析,阐明了格构梁最易破坏点,锚索所受最大轴力位置等关键问题,为实际工程设计提出了一些建议。