基于连续-非连续单元法复合岩土体穿层预应力锚杆受力分析.pdf

2023年第23卷第18期科学技术与工程ISSN1671—1815

2023,23(18):07903-10ScienceTechnologyandEngineeringCN11—4688/T

引用格式:侯慧珍,张耀辉,李栋广,等.基于连续-非连续单元法复合岩土体穿层预应力锚杆受力分析[J].科学技术与工程,2023,23(18):

7903-7912.

HouHuizhen,ZhangYaohui,LiDongguang,etal.CDEM-basedforceanalysisofpre-stressedboltscrossingcompositerock-soilstrata[J].

ScienceTechnologyandEngineering,2023,23(18):7903-7912.

基于连续-非连续单元法复合岩土体穿层

预应力锚杆受力分析

1111,2∗1,3

侯慧珍,张耀辉,李栋广,王金元,周航

(1.中南建筑设计院股份有限公司,武汉430071;2.武汉理工大学土木工程与建筑学院,武汉430070;

3.中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院,北京1022249)

摘要边坡工程施工过程中,采用预应力锚杆施加预紧力可约束岩土体开挖后应力重分布作用产生的过大变形,增强岩土体

自身强度。针对某边坡工程中预应力锚杆穿过多层岩土体的荷载传递及锚固承载特征问题,基于连续-非连续单元法(contin-

uumdiscontinuumelementmethod,CDEM)数值模拟方法,考虑复合岩土体中岩土层理结构面之间的非连续以及块体-杆件耦合计

算问题,建立二维边坡复合岩土体桩锚结构数值模型,揭示复合岩土体中穿层预应力锚杆的受力特征。研究结果表明:岩土层与

锚固体极限粘结强度标准值越大,产生的轴应变越小,轴力传递效应越弱,锚杆轴力衰减率越高;张拉第二、三根锚杆时,其杆体

作用在张拉第一根锚杆之后岩土层自平衡后的应力场内,岩土体结构面产生的错动以及剪切蠕变导致预应力快速损失,其损失

率比第一根锚杆大3%~4%;该边坡工程中锚固角度在25°左右最优,既能控制水平向受力,也能防止坡顶沉降,桩锚结构整体

稳定性较好。耦合复合岩土体建模-桩锚结构承载-参数优化,深入研究复合岩土体中穿层预应力锚杆受力及其参数影响规律,

研究结果将指导复合岩土体中桩锚结构设计与施工。

关键词连续-非连续单元法;复合岩土体;穿层;预应力锚杆;受力特征

中图法分类号TU452;文献标志码A

CDEM-basedForceAnalysisofPre-stressedBoltsCrossing

CompositeRock-soilStrata

1111,2∗1,3

HOUHui-zhen,ZHANGYao-hui,LIDong-guang,WANGJin-yuan,ZHOUHang

(1.Central-SouthArchitecturalDesignInstituteCo.Ltd.,Wuhan430071,China;

2.SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan43007