碎石土性状对锚杆承载力影响研究

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土层锚杆经常被应用于各类岩土支护工程中,但是由于岩土体性质的复杂多变,导致锚杆支护的环境具有多样性,现有的锚杆锚固机制理论、设计理论以及计算方法都有所欠缺,大多数锚杆支护设计仍采用工程类比法或半理论、半经验的方法,使得锚杆支护过程中可能出现锚杆承载力达不到设计要求,或者设计过于保守等问题,因此对于锚杆的受力机理需要进一步研究。本文以岚皋县城某边坡项目碎石土为研究背景,研究不同密实度和含石量碎石土对锚杆承载力的影响。本文的主要研究工作和成果如下:(1)室内锚杆拉拔模型试验设计:试验变量包括碎石土含石量及密实度,以现场土体含石量为依据,设计55%、60%、70%三种含石量类型;依据密实度的分类标准及实际试验操作情况,设计15%、40%、60%三种密实度类型。(2)模型试验结果:碎石土密实度增大能够有效提高锚杆的承载力,但密实度达到一定程度后继续增大对提高锚杆承载力的效果不明显;碎石土含石量增加使锚杆承载力降低;锚杆杆体的拉应力及粘结力整体趋势沿着锚固深度逐渐减小,但是其分布是不均匀的;灌浆体的峰值拉应力位置随着拉拔力的增加发生后移;灌浆体的环向裂缝对锚杆杆体的应力分布产生了重要影响,其导致锚杆杆体的拉应力最大值并不一定在锚杆端头,且环向裂缝前拉应力水平略低,拉应力曲线沿锚固深度方向呈单峰或多峰形式。(3)数值模拟:通过midas GTS NX软件模拟不同密实度和含石量碎石土锚杆的受力情况,得出数值模拟结果比模型试验结果偏大,但数值模拟锚杆杆体及灌浆体应力分布的趋势与模型试验大致相同,总体来看与模型试验结果较为吻合。
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