拉壓複合型錨桿的錨固機理及設計方法研究

《拉壓複合型錨桿的錨固機理及設計方法研究》是依託華僑大學，由塗兵雄擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：拉壓複合型錨桿的錨固機理及設計方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：塗兵雄
• 依託單位：華僑大學

項目摘要

錨桿作為錨固工程的核心組成部分，在國家基本建設中發揮著重要作用。針對荷載集中型錨桿岩土體與灌漿體界面的應力集中容易引起界面剪應力軟化，導致漸進式破壞，以及荷載分散型錨桿結構複雜和施工繁瑣的問題。提出了一種新型拉壓複合錨桿，它具有界面剪應力分布均勻，承載力高，造價低，施工便捷等優點。為此，本項目擬通過數值模擬、模型試驗、理論研究和工程套用相結合的研究方法，系統地研究拉壓複合型錨桿的錨固機理及設計方法。主要研究內容包括不同參數對岩土體與錨固體界面力學性能的影響；建立界面剪應力-應變本構關係模型；基於承壓錨固段與受拉錨固段的變形協調，建立拉壓承載比的計算方法；研究不同參數對拉壓複合錨桿破壞模式的影響，建立不同破壞模式的判別方法；結合對比試驗及原位測試研究結果，提出一套完整的拉壓複合錨桿設計計算方法。為拉壓複合錨桿的推廣和套用提供理論依據和技術指導。

結題摘要

針對新型拉壓複合型錨桿，假定錨固體與岩土體之間的剪應力呈三角形分布，對其錨固機理進行了研究。推導得出了拉壓複合型錨桿的抗拔承載力計算公式，及其與拉力型錨桿抗拔承載力之比N。對承載比N值的曲線分析結果表明：N隨錨固段長度的增加而增加，當錨固段長度係數k1 =2.0時，N達到最大值2.0；N整體隨承壓錨固段長度係數k2呈碟碗形對稱分布，且隨k2的增加而先增加後減小，並在k2=0.5時最大；當k1≥2.0時，N的最大值不再隨錨固段長度增加而繼續增加，但是滿足N達到最大值的k2取值區間變大。對比拉壓複合型錨桿室內試驗成果，本文推導的承載比計算值與試驗值吻合較好。在相同錨固段長度下，拉壓複合型錨桿抗拔承載力可達拉力型錨桿2.0倍，具有良好的工程套用前景。 通過對傳統拉力型錨桿及拉壓複合型錨桿開展靜力載入試驗，研究了不同錨桿的極限抗拔承載力及其特性。研究結果表明：拉壓複合型錨桿的荷載位移曲線可分為載入上升段，峰後下降段及殘餘穩定段三個階段；拉壓複合型錨桿的極限抗拔承載力比拉力型錨桿有顯著提高，最高達2.61倍，且當拉壓長度比為1:2和2:1時，極限抗拔承載力提高十分顯著；拉壓複合型錨桿的殘餘抗拔承載力水平較高且穩定性較好。本文研究成果對拉壓複合型錨桿的進一步研究及工程套用具有很好的參考價值。