基于荷载传递法的锚杆锚固段荷载变形分析.pdfVIP

第２９卷第２期 重 庆 交 通 大 学 学报 （自然科 学版） Ｖｏｌ．２９　Ｎｏ．２ ２０１０年４月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＨＯＮＧＱＩＮＧＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬＳＣＩＥＮＣＥ） Ａｐｒ．２０１０ 基于荷载传递法的锚杆锚固段荷载变形分析 许锡宾，刘　涛，褚广辉 （重庆交通大学 河海学院，重庆４０００７４） 摘要：基于荷载传递法，推导了锚固段的荷载传递基本微分方程；结合Ｋｅｌｖｉｎ问题的位移解，得到锚固段的应力分 布的解析表达式，认为锚杆体的直径、外荷载及锚杆体弹性模量与岩体剪切模量的比值等因素影响着锚固段的应 力水平。计算结果表明：锚杆体直径增加到一定程度会使锚杆所受的最大剪应力快速增加；在较高的初始力条件 下，锚固段前端应力集中现象明显；较小的锚杆体弹性模量与岩体剪切模量比值有利于锚固段应力的均匀分布。 关　键　词：锚固段；荷载传递法；应力分布 ＋ 中图分类号：ＴＶ２２３．２４　　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　　文章编号：１６７４－０６９６（２０１０）０２－２１６－０４ ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＬｏａｄＤｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆＡｎｃｈｏｒａｇｅＳｅｃｔｉｏｎＢａｓｅｄｏｎＬｏａｄＴｒａｎｓｆｅｒＭｅｔｈｏｄ ＸＵＸｉｂｉｎ，ＬＩＵＴａｏ，ＣＨＵＧｕａｎｇｈｕｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｉｖｅｒ＆ＯｃｅａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００７４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｂａｓｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｏｆａｎｃｈｏｒａｇｅｓｅｃｔｉｏｎｉｓｄｅｒｉｖｅｄｂａｓｅｄｏｎｌｏａｄｔｒａｎｓｆｅｒｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｒｉｖｅｄｔｈｅａｎａｌｙｔｉ ｃａｌｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｏｆａｎｃｈｏｒａｇｅｓｅｃｔｉｏｎｓ’ｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ，ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎｔｏＫｅｌｖｉｎｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｅｒｅ ｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｂｏｌｔｂｏｄｙｄｉａｍｅｔｅｒ，ｅｘｔｅｒｎａｌｌｏａｄａｎｄｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｂｏｌｔｂｏｄｙ’ｓｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｒｏｃｋ’ｓｓｈｅａｒｍｏｄｕｌｕｓ ａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｌｅｖｅｌｏｆａｎｃｈｏｒａｇｅｓｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｆｉｎｄｓｔｈａｔ：（ｉ）ｗｈｅｎｂｏｌｔｄｉａｍｅｔｅｒｂｏｌｔｓｕｐｔｏａｃｅｒｔａｉｎｅｘｔｅｎｔ， ａｎｃｈｏｒａｇｅｓｅｃｔｉｏｎ’ｓｍａｘｉｍｕｍｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓｈａｓａｒａｐｉｄｉｎｃｒｅａｓｅ；（ｉｉ）ｕｎｄｅｒａｈｉｇｈｅｒｉｎｉｔｉａｌｆｏｒｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｆｒｏｎｔｏｆａｎ ｃｈｏｒａｇｅｓｅｃｔｉｏｎｈａｓａｃｌｅａｒｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；（ｉｉｉ）ａｓｍａｌｌｅｒｒａｔｉｏｏｆｂｏｌｔｂｏｄｙ’ｓｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｒｏｃｋｓ’ｓｈｅａｒｍｏｄ ｕｌｕｓｉｓｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｕｎｉｆｏｒｍｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆａｎｃｈｏｒａｇｅｓｅｃｔｉｏｎ． ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ａｎｃｈｏｒａｇｅｓｅｃｔｉｏｎ；ｌｏａｄｔｒａｎｓｆｅｒｍｅｔｈｏｄ；ｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ 　　土木工程建设领域所面临的环境越来越复杂， 唐保付等［５］在假定锚固体与岩土体之间的剪切力 需要抵抗灾害的要求越来越高，高切边坡、深基坑、 与剪切位移呈线性增加关系的基础上，建立了锚杆 复杂环境下的隧洞等工程都需要有一种安全可靠的 ［６］ 荷载传递的双曲函数模型；杨庆等 基于 Ｂｏｕｓｓ 支护技术。锚固技术能较充分地发挥和提高岩土体 ｉｎｅｓｑ问题的位移解，推导出了和基于Ｍｉｎｄｌｉｎ问题 的自身强度和自稳能力，显著缩小结构物体积和减