偶應(yīng)力理論下全長粘結(jié)式錨桿拉拔特性數(shù)值分析.pdf

1、錨桿錨固技術(shù)廣泛應(yīng)用于邊坡、隧道和礦井等領(lǐng)域中。由于錨桿錨固工程本身的復(fù)雜性以及受地理環(huán)境、巖土種類和分布區(qū)域等因素的影響，目前的錨桿錨固機理、設(shè)計理論都不夠完善。錨桿錨固段界面剪應(yīng)力分布規(guī)律是錨桿設(shè)計研究的重點，它直接影響錨固效果。錨固段界面上的剪應(yīng)力在界面附近的巖土體中會引起較大的應(yīng)變梯度。傳統(tǒng)的連續(xù)介質(zhì)理論沒有考慮應(yīng)變梯度的影響，不能很好地解釋錨固段附近巖土體中出現(xiàn)的彎曲變形及破壞現(xiàn)象。偶應(yīng)力理論引進彎曲曲率，考慮了彎曲效應(yīng)對介質(zhì)

2、變形特性的影響。
　　 根據(jù)理論分析，得出偶應(yīng)力理論的基本方程，與有限元方法結(jié)合，基于Matlab軟件編寫基于偶應(yīng)力理論的有限元分析程序;并通過簡單懸臂梁的算例來驗證程序的正確性。
　　 基于偶應(yīng)力理論，建立了平面應(yīng)變問題的有限元計算模型，研究全長粘結(jié)式錨桿錨固段界面上的剪應(yīng)力分布、界面附近的邊界層效應(yīng)和偶應(yīng)力的尺度效應(yīng)，并將偶應(yīng)力理論的計算結(jié)果和經(jīng)典彈性理論的計算結(jié)果進行比較。結(jié)果表明:在偶應(yīng)力理論下，錨固段界面的剪應(yīng)

3、力和剪應(yīng)變有所減小，特別是峰值處的剪應(yīng)力減小明顯;界面處的剪應(yīng)力不再連續(xù);界面附近的剪應(yīng)變突變有所改善，出現(xiàn)了一個過渡區(qū)域。
　　 分析了特征長度、第二剪切模量、巖土體彈性模量和圍壓對錨固界面的受力特性的影響。
　　 結(jié)果表明:特征長度對錨固界面剪應(yīng)力、剪應(yīng)變有一定的影響，特征長度減小，過渡區(qū)域變小，而應(yīng)變梯度增大;第二剪切模量對剪應(yīng)力、剪應(yīng)變分布的影響不明顯。巖土越松軟彈性，模量越小，受到的最大剪應(yīng)力就越小;反之，巖土