压力分散型预应力锚索注浆材料性能研究-交通运输工程；道路与铁道工程专业论文.docx

摘要随着国民经济的迅速发展，土木工程行业建设也在不断壮大，其中高速公路 建设里程不断上涨的同时，应对各种路堑深挖方地质灾害，其支护方式的发展也 在不断改进。在路堑深挖方的支护处理方式中，预应力锚索是一种十分有效的路 堑深挖方支护措施，其己在国内外各类路堑深挖方治理工程中得到广泛使用。为 了提高锚索锚固段的锚固力，人们早己开始逐渐认识到锚固段注浆材料的重要 性。本文对压力分散型预应力锚索不同注浆材料的性能进行理论与数值模拟研 究，得出具体工况下合适的注浆材料种类。压力分散型预应力锚索通过承压板将对锚索施加的预应力转换成作用在各 个锚索单元的压力后，各个锚索单元的注浆体在承受压力作用后会发生径向膨胀 变形，锚索围岩会对注浆体的径向变形施加约束作用，即给注浆体施加了径向应 力，此应力会使浆一岩界面产生摩阻力，从而使锚索发挥锚索作用；预应力会使 得在承压板处会出现了拉应力，较大的拉应力会造成此处承压板与注浆体开裂； 基于Kelvin问题得出锚固段轴向应力和剪应力表达式，从而分析了锚索应力叠加 的原因是由于浆一岩界面的抗剪强度不足以消除注浆体上的轴向应力传递和锚 固段较短导致应力在单元锚体内不能衰减为零。本文从注浆材料组成的不同类别出发，首先分别阐述了它们在注浆体中各自 发挥的重要作用，其中从注浆体的破坏过程说明注浆材料各组分的组合作用；然 后分析了注浆材料对于锚索的无粘结钢绞线和承压板的防腐、力学作用方面的影 响；最后分析了注浆材料对于锚孔围岩的润湿作用、增强作用以及力学作用方面 的影响。以上的这些分析是从浆一锚、浆一岩界面两方面复合分析的，为下面压 力分散型预应力锚索数值分析模型的建立做了较为充足的理论基础。本文结合预应力锚索数值模拟存在的问题和新型数值模拟预应力锚索的方 法，利用FLAC3D对压力分散型预应力锚索锚固段进行数值分析模拟。根据具体 工况对五种不同参数的注浆材料进行数值模拟，得到不同材料注浆体的轴向应力 以及摩阻力分布规律，结论是聚丙烯纤维+水性环氧树脂乳液+水泥砂浆(MS) 注浆材料锚固性能最好。关键词：压力分散型预应力锚索，注浆材料，数值模拟万方数据ABSTRACTWith the fast development of national economy,the scale of civil engineering construction expands too．As the miles of express way increases，support patterns are also improved to deal with all kinds of high slope geological disasters．Among the many high slope support patterns，pre·stressed anchorage is a very effective one and has been widely used to manage high slope projects in both China and abroad．People have long realized the importance of anchoring section grouting materials to anchorage force enhancement．And this article is written to research on the performance of pre—stressed anchorage grouting materials with dispersive pressure and will be of some significance in exploring diverse grouting materials．Via the bearing plates，pre-stress anchor cables with dispersive pressure convert the prestressing force imposed on itself into the pressure onto the grout．The pressure then deforms the grout radially．The rock and earth mass around the wall of the anchor holes will restrain the grout from deforming by applying radial stress to the latter and then frictional resistance generated