土層自旋錨管的研究與工程應(yīng)用.pdf

1、在廣泛的土層支護工程領(lǐng)域，錨桿(土釘)被廣泛采用，但同時也遇見了一些問題，如基坑支護工程，常被用于支護的砂漿錨桿，由于砂漿凝固需要時間，不能及時支護，往往導致巖土工程事故的發(fā)生；另外，還有很多作為臨時支護的錨桿(土釘)不能回收，導致污染地層，以及在松散的巖土體邊坡中，錨桿(土釘)、錨索抗彎能力差，不能滿足抗滑的要求，致使邊坡失穩(wěn)等。這些問題在一定程度上影響了錨桿的應(yīng)用。然而，自旋錨管在具有一般錨桿優(yōu)點的情況下，又擁有較大抗彎能力，還能起

2、到及時支護以及能夠回收，因此，對自旋錨管進行深入的研究有著重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文利用圓孔擴張理論建立修正的劍橋模型，并結(jié)合數(shù)值模擬的方法，對自旋錨管作用機理進行了深入的理論分析，得出自旋錨管在安裝的過程中，會對周圍土體產(chǎn)生擠壓密實的作用，亦即桿體周圍土體存在著以下幾個力學狀態(tài)區(qū)域：擾動區(qū)、弱擾動區(qū)以及未擾動區(qū)，并且在自旋錨管全長范圍內(nèi)，其周圍土體的塑性區(qū)分布基本相同，該區(qū)域約為自旋錨管公稱直徑的0.77 倍；其次，在靠近自

3、旋錨管外端部位，擾動區(qū)大概是自旋錨管公稱直徑的1.4 倍，這部分的長度約為自旋錨管全長的，隨著距離自旋錨管外端3 1越來越遠，擾動區(qū)范圍約為1.15 倍公稱直徑，而這部分約為自旋錨管全長的，在15 7靠近自旋錨管底端部位，擾動區(qū)范圍約是公稱直徑的1.25 倍，該部分大約是自旋錨管全長的。5 1鑒于自旋錨管沿桿體-土側(cè)壁界面上發(fā)生土的圓柱形剪切破壞的破壞模式，本文推導出了單根自旋錨管的錨固力計算公式，發(fā)現(xiàn)錨固力除了與其安裝位置、自身參數(shù)以

4、及土體的基本物理力學參數(shù)有關(guān)外，還與反映土體塑性變形的塑性體應(yīng)變()有著密切關(guān)系，這正證實了自旋錨管在安裝之后能獲得較大的初始錨固力。此外，本文通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，當土層含水率在最優(yōu)含水率和飽和含水率之間變化時，自旋錨管的錨固力隨土層含水率的增加呈指數(shù)減小，但當土體接近飽和時，錨固力基本趨于零，這是非常有利于指導自旋錨管施工的。
　　 最后，本文結(jié)合西安地鐵二號線張家堡站基坑支護工程，對自旋錨管的錨固力以及樁頂位移進行了監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)