地震作用下岩體邊坡錨固界面剪下作用研究

《地震作用下岩體邊坡錨固界面剪下作用研究》是依託蘭州大學，由言志信擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：地震作用下岩體邊坡錨固界面剪下作用研究
• 依託單位：蘭州大學
• 項目負責人：言志信
• 項目類別：面上項目

項目摘要

岩體錨固因具有獨特的力學性能和效果而獲得廣泛套用，但強烈地震將導致其損傷乃至破壞，並加劇水和雜散電流等對錨桿的侵蝕，給邊坡錨固帶來安全隱患。但至今人們仍未對地震作用下岩體邊坡錨固界面上的剪下相互作用這一關鍵科學問題進行研究。本項目基於前期工作和研究經驗，遵循相似原理，以套用最廣且最具代表性的全長粘結錨桿錨固岩體邊坡為原型，構建試驗模型和量測系統，進行大型振動台模型試驗，分別載入水平向、豎向、雙向激振的不同波型、幅值、頻譜地震波，量測岩體邊坡錨固界面，即錨桿-砂漿界面、砂漿-孔壁岩體界面的剪應變；同時測試邊坡坡面、坡頂的加速度和位移，並記錄邊坡變形開裂過程；深入研究地震作用下岩體邊坡錨固界面上的剪下相互作用，並探究其與邊坡地震回響的關係；實現模型試驗、數值模擬和地震震害勘測相互印證；揭示地震作用下岩體邊坡錨固界面剪下作用規律，了解錨固界面剪下作用與邊坡地震回響的關係及其在邊坡抗震中的作用。

結題摘要

岩土錨固具有結構巧、施工易、造價低、性能優、效果好的獨特優勢，因而在工程中獲得廣泛套用，在國民經濟重大工程中發揮關鍵作用，但強烈地震將導致其損傷乃至破壞，給工程安全帶來隱患。雖然人們已經對岩土錨固進行了大量研究，但由於岩土錨固中的岩土體極其巨大，而錨桿極小，砂漿層極薄，以及其結構特殊，使得無論是理論和數值模擬還是試驗研究難度均很大，以致於至今人們仍未對地震作用下岩土錨固界面上的剪下相互作用這一岩土錨固中的根本和關鍵科學問題進行研究。本項目以套用最廣且最具代表性的全長粘結錨桿錨固岩體邊坡為研究對象，不僅進行了地震區受損錨固邊坡的勘測及震害資料收集和分析，並進行了岩體錨固邊坡地震回響的理論和深入系統的數值模擬分析研究，其中包括首次進行的錨固界面剪下作用研究，且遵循相似原理首次通過澆築構建了大型錨固邊坡相似試驗模型，並建立了錨固界面應變數測系統、坡體和坡面加速度量測系統、坡面位移量測系統以及坡體試驗現象攝影攝像系統，進行了振動台大型相似模型試驗，分別載入水平向、豎向、雙向激振的不同波型、幅值、頻譜的地震波，首次測得了岩體邊坡錨固界面的剪應變，同時測得了邊坡坡體、坡面的加速度和位移，並記錄了邊坡變形開裂過程。深入系統地研究了錨固岩體邊坡的動力特性和地震作用下的回響以及錨固界面剪下作用，並探討了它們之間的關係；實現了錨固岩體邊坡相似模型試驗、數值模擬分析和地震震害現象研究的相互印證；首次分別通過數值模擬和試驗獲得了地震作用下兩錨固界面上的剪下作用現象及其作用規律，深刻揭示了錨固岩體邊坡的動力特性和地震作用下的動力回響、錨固機理以及錨固在邊坡抗震中的作用。該項目研究不僅發展了研究方法，還將地震作用下岩體邊坡錨固機理的研究帶入了錨固界面相互作用新階段，具有重要的理論意義；且為錨固岩體邊坡穩定性分析、抗震設計、錨桿開發以及錨固施工提供了支撐；還為相關研究和工程提供了參考。