框格梁锚杆边坡防护计算方法的探讨.docx

进行计算，其中引入了等代内摩擦角 φD，从而建立 了1 计算模型和计算方法c、φ 统一公式，其中公式如下：1.1 水平支点力计算模型及侧土压力计算模型（3）框格梁锚杆的计算模型有水平支点力计算模型及侧土压力计算模型，侧向土压力在深基坑或边坡支挡工程由此库伦主动土压力系数的推导公式可以简化为： 问题中是一个非常重要的设计参数，该模型以包络图为基础，以对半分担法将锚杆轴力转化为土压力的计算方 法，这种方法多采用实测支撑力反算的经验包络图，所 以具有一定的实用性，特别对于估算支撑轴力有一定的（4）参考价值。后有学者提出了修正土压力分布图为梯形，在 （4） 式中，φ 为为由内聚力及摩擦角确定的等D经修正后，该模型考虑了施工过程中的边坡开挖、锚杆代摩擦角 （°）；δ 为土体与框格之间的摩擦角 （°）；a 为设置、框体刚度改变及环境条件等对结构受力的影响，墙背倾角 （°）；β 为土面与水平面之间的倾角 （°）。符合结构实际的工作条件，反映结构 与土层的相互作主动土压力的合值为：用，本文推荐采用侧土压力计算模型。计算土压力的理论主要有库仑和朗金土压力理论，边坡上部分多按主动（5）土压力计算，而下部分多按被动土压力计算。在 《建筑式 5 中，q 为地面附加荷载，由此主动土压力合力的水 边坡工程技术规范》 中指出对于岩质边坡以及坚硬、硬平分量为： 塑状粘土和密实、中密砂土类边坡，当采用逆作法施工（6） 的、柔性结构的多层锚杆框格时，侧压力分布我们可以对于多种分层土体，可对土力学指标进 行 加 权 平 进行如下推导：均，然后转化为单层土体计算方法，见式 （7）。（1）对土质边坡：（7）（2）1.2 框格梁的计算在 上 述 式 中 ， ehk 为岩土土压力水平方向分力 标 准 值 ，竖肋及横梁的结构设计，通常长肋与短肋之间的比值kN/m2； Ehk 为岩土土压力合力水平 方向分力标准 值 ，小于 2，由于框架结构为现浇，设计时应考虑单元划分，kN/m2；土压力合力 Ehk 的计算通常采用库伦土压力理论从简化计算考虑，引入了系数 η 、η 概念，参阅相关文12框格梁锚杆边坡防护计算方法的探讨陈群，彭钦帮，李建刚（云南省交通规划设计研究院，云南昆明650011）摘 要：由于框格梁锚杆边坡防护施工简便、工期短、效果明显而在云南省高速公路建设中得到了认可和推广。但由于边坡地质形态多样，地质变化频繁，土质受力极其复杂，而使该类防护的受力机理、力学计算模型、计算 手段和方法也不易推导、掌握。文章提出了框格梁竖肋、横梁的计算单元及计算模型，按锚杆支点反力的计算方法推导了土压力作用下框格锚杆结构尺寸及配筋。关键词：框格梁锚杆；力学建模；结构设计；土压力中图分类号：U416.1+4文献标识码：B72 2009 年 11 期(总第 59 期)献，当计算锚杆所承受的拉力时，η1、η2 取值均为 0.25；力，均布荷载作用下等跨连续梁弯矩和剪力按下式计算： 当计算横梁及竖肋受力状况时，η1、η2 取值均为 0.375。 （15） 单元间的土压力为两竖肋及横梁两边各 0.375D 及式 （15）中，q2 为作用在横梁上均布土压力荷载；q2=ehk×0.375K 之间的土压力，由于锚杆的锁定作用，我们可以0.75D；a、β 为弯矩和剪力系数，按照外力平衡的原则，认为锚杆处的位移量为零，因此可以将锚杆位置视为定很容易求出支座处的反力，既锚杆所承受的外力，具体向的铰支座，立柱可视为与锚杆及地基相接的多跨连续求法再此不再赘述。L0、Ln 为计算的跨径和净跨梁。按结构力学当中的力法方程进行求解，建立一组维横梁的弯矩及剪力求出以后按照正截面受弯构件承数与层数等同的力法典型方程 ΔR+Δ=0，根据边坡的实载力计算选择配筋，配筋应符合规范要求；另外按斜截际尺寸初步确定锚杆布置的横向及竖向距离，在根据方面抗剪计算箍筋，并满足构造要求。程中的柔度矩阵和自由列向量 Δ，通过锚杆位置处的单1.3 锚杆的计算位荷载弯矩 Mi 和土压力荷载作用时的弯矩积分可得：锚杆的抗拉拔作用应该同时满足以下三个条件：（1） 锚固段的砂浆与锚杆之间的握裹力必须能够(8)承受外界的极限拉力；（2） 锚固段砂浆与土体 （岩体） 之间的摩擦力必 可继续推导得到：须能够承受外界的极限拉力；(9)（3） 锚固段周围土体必须有足够抗剪强度以满足 承受外界极限拉力的需求。根据计算模型，可推导得当锚杆锚固在风化岩层和土层中时，锚杆孔壁对砂Mi=0 (0≤y≤(i-1)D)； Mi=y-(i-1)D ((i-1)D≤y≤H-T)浆的摩阻力一般低于砂浆对锚杆的握裹力。因此，锚杆(10)的极限抗拔能力取决于锚固段地层对锚固段砂浆所能产 当 0≤y≤0.25H-T 时生的最大摩阻力，则锚杆的极限抗拔力为：Tk =