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压力型锚索锚固段应力分布规律研究 赵树光 河海大学岩土工程研究所，南京 (210098) E-mail ：zhaoshuguang2000@126.com 摘 要：本文结合弹性力学理论基础，开展对压力型锚索的锚固段的剪应力分布状态的研究， 作进一步推导分析，通过对比分析，得出一些有意义的结论，最后指出了仍然存在的问题以 及需要改进的工作。 关键词：预应力锚索；应力分布；锚固段；数值模拟 1. 前言 作为岩土工程的一个重要组成部分，岩土锚固技术随着经济的发展已经逐步取得了重大 进展。新材料，新工艺的不断出现推进了岩土锚固技术的进步。关于岩土锚固技术的理论也 层出不穷，但大体上可以归结为两部分[1] ：（1）锚固段力学传递机理 （2 ）加固效应 在力 学传递机理方面已经有了大量的研究成果，国内尤春安，董燕君针对锚固段力学传递机理从 不同层面开展了分析，取得了比较理想的成果，本文在他们的研究基础上针对压力型锚索锚 固段的力学传递机理展开进一步分析，为探讨压力型锚索的锚固理论提供理论基础。 2. 压力型锚索的特征 压力型锚索锚固系统一般由索体，承载板和套管和灌浆体组成，索体一般外表加上套管 构成无粘结钢绞线，荷载由钢绞线传至底部的承压板，承压板对灌浆材料施加压应力再通过 浆体与岩体的粘结作用传递到周围岩土体，起到加固效果。 3. 压力型锚索锚固段应力分布分析 3.1 弹性力学理论基础 在解决弹性力学平面问题，包括平面应变问题和平面应变问题时，基本思路是： 引入Airy 应力函数U(x , y ) 可得平衡微分方程的通解： 2 2 2 ∂ U ∂ U ∂ U σ ， σ ，τ τ − −px （1） x ∂y 2 y ∂x 2 yx xy ∂x∂y 2 2 若函数U 满足双调和方程即∇ ∇ U 0 ，则（1）式所给出的应力分量不仅满足平衡 微分方程，而且满足以应力表示的协调方程，静力边界条件可用U 表示。 因此可以归结为在给定边界条件下求解双调和方程的问题，利用（1）式得到的应力分 量通过物理方程求得应变分量，再通过积分求位移分量。 对于一般的空间问题也可以采取类似的步骤解决，要从以位移表示的微分方程或从平衡 微分方程处罚和以应力表示的应变协调方程出发，探求空间问题通解的各种表示形式，并以 此来解决一些具体问题。 弹性力学中的以位移表示的平衡微分方程的通解有多种形式[2-3]，其中通解和纽勃-鲍勃 考维奇通解最为常见，其中布希涅斯克-伽辽金位移通解为： 1 2 U − ∇∇⋅ϕ+∇ϕ （2 ） 2(1−µ) -1- 2 2 ϕ U 为位移矢量，矢量势 为伽辽金矢量，且满足双调和方程∇ ∇ϕ 0 伽辽金矢量的一种特殊形式为：ϕ ϕ 0 ，ϕ ≠0 ，则式（2-3 ）可简化为：