间歇性振动扰动条件下锚固体的蠕变特性研究

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锚固作为当下十分重要的支护方式,广泛应用于各类隧道,边坡,地下硐室等岩土工程中,锚固体的蠕变不仅关系着工程长期稳定性和安全性,而且也是当前学者们研究的热点。目前对锚固体的蠕变研究多集中在静载条件下的研究,而在振动扰动条件下锚固体的蠕变特性研究较少,因此,研究间歇性振动扰动条件下锚固体的蠕变特性具有重要的现实意义。本文以锚固体为研究对象,采用室内模型试验的方法,对锚固体施加不同时间间隔的扰动荷载,通过分析平行加载方向和垂直加载方向的锚固体的应变变化,来探究锚固体在间歇性振动扰动条件下的蠕变特性。首先,自主设计了一套基于反力架的振动扰动锚固工程蠕变试验系统,利用该原理组装了一套试验装置,然后,采用水泥砂浆岩土相似材料制作锚固体试样;在锚固体中预置振动盒来模拟振动扰动环境,预埋一个振动盒,间隔20分钟施加一次扰动,来模拟低频振动扰动环境,预埋两个振动盒,间隔5分钟施加一次扰动,来模拟高频振动扰动环境;在锚固试样周围粘贴垂直和水平加载方向的应变片,来获取锚固体周围在扰动效应下的应变数据。其次,在试样部分侧面进行散斑处理,利用高速摄像机获取相关图片,利用MATLAB对特征图片进行分析。最后,通过分析了低频振动扰动和高频振动扰动下的锚固体应变变化,得出了锚固体在间歇性振动扰动条件下的蠕变特性。研究结果表明在低频振动扰动下锚固体垂直加载方向锚固体蠕变可大致分为缓慢增长阶段,等速增长阶段,趋于稳定阶段,但试验过程中发现施加扰动荷载时,锚固体应变会瞬时增加,扰动荷载消失时又恢复原蠕变速率,而水平方向呈现出破波动大的特点;在高频振动扰动下锚固体的蠕变速率会明显增大,大致分为蠕变缓慢增大阶段,等速增长阶段,加速增长阶段。研究结果可为分析锚固工程的长期稳定性和深入研究锚固体的蠕变特性提供参考。
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