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岩土锚固作为岩土工程领域的重要分支已在边坡、基坑、隧道、地下洞室、坝体抗倾覆等工程建设中得到了广泛应用。岩土锚固的生命力在于它能充分发挥岩土材料自身固有的能量,提高岩土体的自身强度和稳定性,控制有害变形的发展,显著缩小结构物体积和减轻结构的自重,确保岩土工程的施工安全与长期稳定。岩土锚固技术已经成为提高岩土工程稳定性和解决复杂岩土工程问题最经济有效的方法之一。 虽然岩土锚固技术已经在实际工程中得到了广泛应用,有关锚固理论的研究也取得了一系列成果,然而对岩土锚固的机理认识还不够深入,理论研究水平远远落后于实际工程实践。本文对拉力型锚杆与压力型锚杆的承载性状进行了进一步研究,主要研究内容如下: (1)基于Kelvin问题的位移解,根据拉力型锚杆的实际工作状态,推导出拉力型锚杆锚固段的轴力、粘结应力分布的弹性解,并分析了拉力锚杆的受力特点及其锚固段轴向应力和粘结应力分布的影响因素。 (2)结合Kelvin问题的弹性理论解,推导出在无限空间体内圆形均布荷载作用下的位移和应力分量,建立与压力型锚杆工作机理相似模型,得到压力型锚杆锚固段粘结应力分布曲线,并讨论了粘结应力分布的影响因素。 (3)根据锚杆所处岩土体不同选取不同模拟材料进行室内模型试验。通过室内模型试验对比分析压力型锚杆、拉力型锚杆在不同张拉荷载级别下锚杆锚固段的轴向应变分布情况。通过对比三组锚杆的荷载位移曲线,分析外界岩土体材料对压力型锚杆的荷载位移曲线的影响,并对比压力型锚杆与拉力型锚杆在位移控制方面的能力。根据试验实测数据对基于Mindlin解得到的压力型锚杆的轴向应力与剪应力分布的理论解进行验证。