土层锚杆作为锚固工程中一种重要的手段,已广泛应用于边坡工程、基坑工程及抗浮工程等多个领域。同时,土层锚杆具有施工简易快速、机具设备相对轻巧便宜、技术门槛较低、施工费用低廉等优点。因此土层锚杆在工程应用中备受青睐。但由于锚杆工作环境(岩土体)的复杂性和不确定性,使锚杆的作用机理等多方面问题蒙上了一层神秘的面纱。由于锚杆本身的特殊性,模型试验是目前得到公认的行之有效的研究方法之一。在正面研究如火如荼之际,研究锚杆的失效原因,分析锚杆病害防治的措施,是对正面研究的有效补充。本文首先研究了现有的岩土锚固机理理论,并且对六种计算锚杆内力的方法进行了分析和总结。在此基础上着重研究了土层锚杆的加固机理和内力计算。其次,介绍了本次模型试验设计和试验过程。本次模型试验主要是研究群锚在均质土体中的内力分布,观测在注水情况下锚杆的内力变化,并对坡面压力进行数据采集和分析。利用所测得数据,分别绘制了半粘结拉力型锚杆、全长粘结拉力型锚杆和压力型锚杆杆体全长应变图,并着重对同列锚杆在锚固段末端、滑面和坡面处应变进行了分析研究。利用压力盒所测数据绘制出了坡面压力曲线。根据对应变图的分析,得出半粘结拉力型锚杆,滑面处及自由段应变最大,由滑面处向锚固段末端应变逐渐减小;全粘结拉力型锚杆是滑面处应变最大,由滑面处向自由段及锚固段应变逐渐减小;对压力型锚杆应变图分析得出,压力型锚杆轴向应变沿杆体几乎均匀分布;通过对拉力型及压力型两种锚杆滑面处应变分析,得出锚杆的受力非常复杂,是一种拉(压)弯复合构件的认识。由锚固段末端、滑面和坡面处应变分析得出,压力型锚杆比拉力型锚杆具有更好的协调性,更有利于发挥整个锚固系统中各锚杆的作用;通过对坡面压力曲线的分析得出,加固后的复合坡体,坡面压力的分布受到锚杆间距,荷载位置及时间的影响。在试验基础上,分析锚杆失效形式和失效原因,并提出了锚杆的病害防治措施。本项目的研究工作得到陕西省交通科技项目资助(批准号:04—10K)