基于锚杆预应力损失的框架预应力锚杆支护高边坡稳定性分析

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框架预应力锚杆支护结构作为一种轻型支护体系,于20世纪80年代开始逐渐发展并应用,它主要结合了预应力锚杆和混凝土框架的优点,是一种柔性支挡结构。边坡的稳定性分析是岩土工程领域的重要课题之一,在实际工程中,公路、铁路、以及不同基础工程的持续发展,产生了大量的边坡工程问题。但在框架预应力锚杆预应力损失相关的方面,研究还需要进一步完善,因此,对于框架预应力锚杆预应力损失的研究,不仅有重要理论意义,更有现实意义。本文通过引入蠕变耦合模型计算与数值仿真模拟结合的方法,基于前人的理论基础,具体工作如下:(1)总结并阐述了边坡的破坏特点、形状、和影响因素,指出边坡除人为因素外,在自然状态下主要受到降雨作用和结构面的影响。归纳并分析了边坡稳定性的分析方法,对比了不同分析方法之间差异性。(2)以甘肃陇南某边坡为背景,利用有限元软件Plaxis建立了边坡的模型,计算了不同工况下边坡的位移情况和安全系数改变情况,建立五种不同工况,探讨了不同情况下预应力损失对边坡不同级,同级不同排,以及安全系数的影响,并与实测数据进行比较,得出不同排锚杆与不同级边坡对安全系数与位移影响不同的结论,同时利用灰色关联分析法分析边坡安全系数对不同影响因素敏感性大小,将影响因素进行排列,得出敏感性最大的可控因素和不可控因素。(3)以岩土体的蠕变耦合模型为研究出发点,考虑蠕变耦合模型长期预应力预测时损失偏大的特性,探讨了岩土体流变模型的构成和基本原理,分析了不同蠕变耦合模型对不同土体的适用性,本文在(H-K)模型的基础上构建了(H-3K)、(H-4K)、(H-5K)蠕变耦合新模型,并推导其本构方程、松弛方程和蠕变方程,并将工程实例中的监测数据反算出蠕变参数并代入编写的Matlab程序中进行了计算拟合,分别将其代入Matlab软件中进行拟合,并得出蠕变耦合模型应力损失规律。得出(H-3K)模型已可以满足工程需要的结论。
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