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岩土锚固技术应用广泛,膨胀土地区锚杆的荷载传递特性因土体的膨胀作用而变得复杂。本文通过试验研究膨胀土的膨胀变形特性、锚杆-膨胀土界面变形特性及膨胀完成后锚杆的受力特性,提出了考虑膨胀和拉拔荷载共同作用的锚杆荷载传递规律理论计算方法。本文主要研究内容如下:(1)采用正交试验设计安排试验方案,通过室内土工试验研究膨胀率的影响因素、膨胀变形特征及膨胀力的影响因素,得到了膨胀率随初始干密度、初始含水率和上覆荷载的变化规律,膨胀力随初始干密度、初始含水率和允许位移量的变化规律,以及膨胀变形时程曲线。提出了无荷膨胀率与初始干密度、初始含水率的经验公式、有荷膨胀率与初始干密度、初始含水率及上覆荷载的经验公式,以及膨胀力与初始干密度、初始含水率和允许位移量的经验公式。(2)利用课题组自主研制的锚杆-岩土界面摩阻性能测试仪,通过锚杆-膨胀土界面模型试验,研究了锚杆-膨胀土界面变形特性,得到了界面剪切应力-位移的关系曲线和峰值强度与饱和度的关系曲线,提出了锚杆-膨胀土界面三折线软化本构模型。(3)设计并制作了锚杆-膨胀土浸水拉拔模型装置,研究了膨胀土浸水后膨胀变形特性和锚杆受力特性,得到了膨胀量与深度的关系曲线、不同深度土体膨胀时程曲线及膨胀完成后锚杆P-s曲线,提出了描述膨胀变形过程的拟合公式和膨胀量的计算公式。(4)基于荷载传递法建立膨胀和拉拔荷载共同作用的锚杆荷载传递模型,推导出锚杆荷载传递微分控制方程,得到了弹性阶段锚杆位移、轴力和剪力的解析解和弹塑性阶段锚杆位移、轴力和剪力的数值解,模型试验结果验证了理论计算方法的可行性。同时,通过影响参数分析,探讨了土表膨胀量、膨胀影响深度、锚固体直径及锚固体弹性模量对锚杆受力特性的影响。