全長粘結(jié)錨固系統(tǒng)拉拔變形與破壞機理研究.pdf

1、錨桿支護技術(shù)是一種應(yīng)用錨桿或錨索對巖體進(jìn)行加固，充分發(fā)揮巖土體自身穩(wěn)定性的一種加固技術(shù)。錨固系統(tǒng)錨固效果是錨桿、膠結(jié)材料、巖土體三種介質(zhì)協(xié)同作用的結(jié)果，而三項介質(zhì)的相對強弱，會對錨固系統(tǒng)受拉拔荷載時產(chǎn)生較大影響。本論文采用理論分析、室內(nèi)拉拔試驗和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對全長粘結(jié)錨固系統(tǒng)拉拔變形與破壞機理進(jìn)行研究：
　　（1）基于彈性力學(xué)Mindlin解和現(xiàn)有荷載傳遞模型，以拉拔過程中錨桿-灌漿體或灌漿體-巖土體界面開始進(jìn)入塑性變形

2、階段時錨固系統(tǒng)即破壞為假定，建立了錨桿作用力學(xué)模型及變形關(guān)系模型。利用所建模型對拉拔過程中錨桿、灌漿體與巖土體間的應(yīng)力分布及變形關(guān)系進(jìn)行了研究，并通過算例驗證了模型的正確性與合理性。
　?。?）設(shè)計三項介質(zhì)相對強度不同的全長粘結(jié)錨固系統(tǒng)拉拔性能試驗，通過9組試驗結(jié)果，得到錨固系統(tǒng)三種主要破壞形式，即漿巖破壞、筋漿破壞和鋼筋拉斷破壞，并探究了錨固系統(tǒng)破壞的發(fā)展過程；通過P-S曲線，分析了不同破壞模式下錨固系統(tǒng)的破壞機制，從細(xì)觀方面對

3、其進(jìn)行了解釋，發(fā)現(xiàn)同種破壞模式下，錨固系統(tǒng)的破壞機制相同。
　?。?）綜合錨固系統(tǒng)拉拔過程分析，初期錨桿、灌漿體、巖土體變形均從零開始呈近似線性同步逐漸增加；隨荷載增加，錨桿變形逐漸增大，繼而灌漿體變形也明顯增加，并伴隨著同水平處巖土體變形的同步增加；同時荷載由錨桿、灌漿體、巖土體依次傳遞，且伴隨著三者變形的相互協(xié)調(diào)，并始終保持某種線性關(guān)系，直至錨固系統(tǒng)破壞完全，該協(xié)調(diào)變形過程完成。
　?。?）對不同破壞模式下三項介質(zhì)變形關(guān)

4、系進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)錨固系統(tǒng)拉拔變形破壞過程中，其變形關(guān)系擬合曲線均為不同階段時的一次線性方程，破壞模式不同，線性關(guān)系式不同。說明拉拔荷載下錨固系統(tǒng)從受力變形直至破壞整個過程中，錨桿、灌漿體與巖土體間的變形均相互協(xié)調(diào)，當(dāng)該線性關(guān)系無法擬合時，變形關(guān)系不再協(xié)調(diào)，即錨固系統(tǒng)完全破壞。同時也說明錨固系統(tǒng)錨固效果是錨桿、灌漿體和巖土體三者共同作用相互協(xié)調(diào)的結(jié)果。
　?。?）應(yīng)用有限元分析軟件(ANSYS)，采用三維實體建模，根據(jù)錨桿、灌