24488.錨桿錨固段剪應(yīng)力非線性特征及應(yīng)用研究

1、StudyonAnchoringSectionShearStressNonlinearCharacteristicsandApplicationbyQIUWanjunAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCollegeofCivilEngineeringandMechanicsinCentralSo

2、uthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，TianxinDistrictChangshaHunan410004，PRCHINASupervisorProfessorWENChangpingMay2014摘要錨桿支護具有施工方便，工程成本低，工期較短等優(yōu)勢，與其他支護方式相比，預(yù)應(yīng)力錨桿更具有主動支護的優(yōu)越性，錨桿支護正廣泛應(yīng)用于我國工程建設(shè)的諸多領(lǐng)域，逐漸成為巖土工

3、程領(lǐng)域中最重要的支護手段之一。錨桿主要由兩段組成，即自由段和錨固段，而自由段的受力情況較簡單，只受到軸力作用。了解錨桿錨固段的受力情況，為錨桿的正確使用和擴大錨桿的應(yīng)用范圍，有著重大意義。但目前錨桿支護的設(shè)計方法仍處于經(jīng)驗階段，盡管現(xiàn)場的監(jiān)控技術(shù)和其他新技術(shù)的引進有助于人們對錨固情況做進一步判斷，但只能作為錨桿設(shè)計的參考依據(jù)。本文研究了錨固段的錨固體剪應(yīng)力非線性分布特征，提出了基于錨固段的錨固體剪應(yīng)力非線性分布的設(shè)計方法，本文主要從以下

4、幾個方面展開。(1)基于剪滯一脫粘模型并結(jié)合荷載傳遞法，研究了錨桿錨固體與土體問的剪應(yīng)力沿錨固段長度的分布特性。首先推導(dǎo)了錨桿軸力分布函數(shù)，通過一次求導(dǎo)得到了錨固體剪應(yīng)力沿錨固體的分布函數(shù)，從函數(shù)的形式可知，剪應(yīng)力分布是非線性的。(2)在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了不同階段(彈性階段、彈塑性階段、塑性階段、塑性殘余階段)錨桿軸力和錨固體剪應(yīng)力分布函數(shù)。在實例分析中，采用Mindlin模型和雙曲函數(shù)模型進行對比分析。(3)基于Flac3D，首先對土質(zhì)

5、邊坡錨桿錨固段的軸力分布進行了數(shù)值模擬，然后將軸力模擬結(jié)果轉(zhuǎn)化為錨固體剪應(yīng)力，以驗證本文方法。(4)基于剪滯一脫粘模型下錨固體剪應(yīng)力非線性分布特征，提出了錨桿錨固段長度計算的方法；與現(xiàn)有規(guī)范中計算錨桿錨固段長度時，將錨固體的剪應(yīng)力視為線性分布的方法進行了對比分析，最后通過數(shù)值模擬的方法對本文所采用的方法，用于邊坡加固時的安全性進行了驗證。(5)將本文方法應(yīng)用于工程實例中，對懷化財富中心廣場邊坡進行支護設(shè)計，并詳細(xì)介紹了錨桿錨固段長度的計