工作状态下锚杆的变形分析

锚杆广泛应用于支护结构中,它主要利用在土体内产生的锚固力来维持支护结构和边坡的稳定性.文中假定锚固段与其周围土体之间的剪应力与剪切位移呈线性递增关系,锚固段所受的轴力呈抛物线分布,将锚杆的位移分解成自由段的弹性变形、锚固段的拉伸变形和锚固段与土体之间的相对剪切位移,建立了荷载与位移之间的关系式.分析认为,该计算模型能较好地反映锚杆的实际工作状态.     

不同因素对桩锚支护边坡稳定性影响研究

以某公路桩锚支护边坡工程为背景,运用PLAXIS建立边坡桩锚支护结构截面有限元数值模型,并模拟分析了不同自然参数和人工设计参数对桩锚支护边坡稳定安全系数的影响。研究结果表明:自然参数中土体内摩擦角和界面粘结强度对桩锚支护边坡的稳定安全系数影响较为显著,而土体重度和黏聚力的影响相对较小;人工设计参数中锚杆锚固端长度、锚杆的入射角及排桩嵌固深度是决定桩锚支护边坡的稳定安全系数的三个重要因素,而锚杆道数、锚杆竖向间距、锚杆预应力、锚固端直径及支护桩桩径的影响相对较小;研究结果可为桩锚支护边坡工程的设计和施工提供参考。     

季节冻土区框架锚杆支护边坡地震动力响应简化计算方法

为了研究地震作用下季节冻土区框架锚杆支护边坡体系的地震动力响应变化规律，考虑到季节冻土区边坡土体的季节分层特征，将未冻结土层处理为黏弹性Winkler地基模型，冻结层处理为中间剪切层，框架立柱处理为Euler-Bernoulli弹性梁，用线性弹簧和阻尼器来模拟锚杆锚固段与周围土体的相互作用，建立了季节冻土区框架锚杆边坡支护结构简化动力计算模型。基于D’Alembert原理并引入Dirac函数，给出了冻结期和融化期时框架-锚杆-边坡支护体系的运动方程；其次通过振型叠加法对其进一步解耦变换，并采用隐式时域逐步积分法对解耦后的体系方程组进行求解，最后将提出的计算方法应用于工程算例，且与振动台试验结果进行了对比分析。结果表明：相同地震波作用下，坡顶处加速度大于坡底，同一位置处的融化期峰值加速度比冻结期大，具有季节差异效应和高程放大效应；同时考虑冻胀和地震作用时冻结期的锚杆轴力和立柱弯矩大于地震作用时融化期的锚杆动轴力和立柱动弯矩；加速度、轴力等振动台试验结果与理论计算值在总体趋势上较为一致，即提出的计算方法能够刻画地震作用下季节冻土区框架锚杆支护结构工作状态。研究结果可为季节冻土区框架锚杆支护...     

基于PLAXIS的复合土钉支护变形及内力分析

为了研究复合土钉支护基坑变形规律以及结构内力变化,以长沙高新区公安分局办公楼深基坑工程为基础,运用PLAXIS有限元程序对基坑开挖支护过程进行数值模拟分析,并与实测数据相对比,结果表明:1PLAXIS有限元程序能有效模拟基坑开挖支护过程,可用于对实际工程的基坑变形和结构内力变化的预测;2坑壁位移的曲线分布大致呈"鼓肚子"状,基坑周围地表最大沉降发生在距坑壁一定距离处,而不是坑壁附近。基坑底的隆起量在坑壁处最小,在基坑中心处最大;3锚杆锚固段轴力随开挖深度的增大而增大,沿长度方向减小,土钉轴力分布呈现"中间大,两头小"的特征。     

扩大头抗拔锚杆承载特性理论分析与数值模拟

本文为得到计算扩大头锚杆承载力的方法,理论推导了最大抗拔力计算公式,并比对了实验数据。为了进一步研究扩大头抗拔锚杆的抗拔承载力和锚固机理,建立扩大头锚杆模型并进行有限元模拟计算,得到应力沿锚杆分布规律,发现其向下在扩大头和杆身交界处急剧减小,这说明扩大头在锚杆抗拔过程中发挥主要作用。在此基础上对不同长度和直径的扩大头模型进行模拟计算,发现抗拔承载力大小主要由其扩大头直径决定。     

高边坡压力分散型锚索的应用及张拉试验分析

压力分散型锚杆可将外荷载分散到锚杆中不同位置的承载体上,充分调用土体的抗剪强度和锚杆单位长度上的承载能力,从而提高锚杆的承载能力,与传统锚杆相比,取得更好的锚固效果。本文依托南宁市平乐大道某段高边坡锚杆支护工程,论述了压力分散型锚索的锚固机理及受力特点,介绍了压力分散型预应力锚索施工的技术要点,张拉试验的目的、方法以及试验结果分析。     

浅埋大跨小净距桃花峪黄土隧道系统锚杆作用效果研究

为了更好地研究系统锚杆在浅埋大跨小净距黄土隧道中的支护效果,以武西高速公路桃花峪隧道施工为依托,进行有无锚杆现场对比试验,结果表明:从初期支护左右侧拱顶沉降的对比来看,有锚杆段沉降略小于无锚杆段,水平收敛相差不大,锚杆对改善隧道围岩和初期支护受力作用相对较小,有锚杆试验段围岩-初期支护接触压力量值相对较小,相比于无锚杆段的土体压力略微均匀。综上所述,建议取消锚杆,对于薄弱环节可保留先行洞边墙小净距侧的锚杆施作。     

考虑土层剪切模量径向变化的锚杆受力变形特性分析

考虑锚杆周边土层由于注浆等因素导致的剪切模量提高,假定土体剪切模量沿锚杆径向存在不同形式的大小变化,采用一次跌落软化的锚土界面模型,基于剪切位移法推导锚固段周边土体处于弹、塑性阶段时锚杆位移、轴力、剪应力解析式,提出了考虑土层剪切模量径向变化影响的锚杆受力变形特性理论,并通过算例进行了分析比较。结果表明,土体剪切模量的提高对于锚杆承载力影响不大,但可以减少锚头的拉拔位移,在计算中应给予合理考虑,可更加真实地反映锚杆荷载传递过程。     

基于荷载传递法和剪切位移法压力型锚杆刚度分析

引用剪切带概念对锚杆锚固受力及荷载传递特性进行了分析阐述,基于理想的弹塑性剪切滑移模型模拟锚固界面受荷作用,运用荷载传递法与剪切位移法对锚杆锚固界面及界面外土体的剪切变形进行分析求解,据此推导了压力型锚杆刚度系数的计算公式。对刚度系数计算公式的影响因素进行了分析,结果表明压力型锚杆的刚度系数会随锚固长度增加而增长,但当锚固长度过大时会产生部分无效锚固段,锚杆锚固段直径和灌浆体弹性模量均与刚度系数有正相关关系,同时土体的力学性质与锚杆刚度系数也有紧密联系。     

GFRP锚杆与常规锚杆在隧道支护中的承载力对比试验

目前隧道内采用的常规锚杆均不能满足隧道设计寿命的要求,尤其在腐蚀性环境中更大大缩短了常规锚杆的使用年限,降低了支护效果,而GFRP锚杆强度高、耐腐蚀等性能均弥补了常规锚杆的不足。为研究其在隧道支护体系中的承载力性能,结合具体工程在现场Ⅳ、Ⅴ级围岩开展了拉拔力作用下GFRP锚杆和常规锚杆的受力特性对比研究。结果表明:GFRP锚杆在拉拔力作用下其杆体受力远远小于其抗拉强度极限,且外荷载对GFRP锚杆的影响深度小于其对常规锚杆的影响深度,验证了GFRP锚杆用于隧道支护体系的工程可行性。但锚固材料和锚固质量对GFRP锚杆杆体受力影响较大,为确保GFRP锚杆的实际应用效果,现场应用时应选择恰当的锚固材料并保证锚固质量。     

泥质粉砂岩地层基坑桩锚支护数值模拟分析

针对特定的泥质粉砂岩地层,以某地下二层双岛四线换乘地铁车站为依托,运用midas GTS软件对支护体系进行模拟分析,并将模拟结果与实测结果进行对比。结果表明:基坑开挖后,表层土体以拉应力为主,深层岩土体以压应力为主,在坑脚位置出现应力集中现象,其应力是周围岩土体应力的3倍;围护桩+预应力锚索复合式支护体系中,变形最大的位置是围护结构顶部,与实测结果吻合度较高,第二层锚索比第一层锚索锚固效果好,实测锚索受力与模拟锚索受力一致。模拟结果显示,围护桩自身内力较小,因此,在复合式支护体系中,围护桩骨架作用较为明显,受力机理主要通过锚索拉力提供力矩保持边坡稳定。     

软土地层基坑施工过程土锚索受力状态原位试验研究

针对软土地层深基坑施工扰动引发锚索支护系统预应力损失及其支护效果风险演化等不确定性问题,结合温州机场大型深基坑工程,进行基坑开挖全过程土锚索预应力分布特性及其演化的原位试验。通过实时数据,系统研究基坑开挖过程锚固力变化特性、施工方式和参数对锚固力的影响规律、锚索几何参数对自身受力和作用效果的影响。结果表明,近距离土体开挖卸载对锚索体系的实时锚固力产生较大幅度的突变性影响;随基坑开挖过程,各试样锚固力呈缓慢增大趋势;锚固力的损失与增大,取决于锚索结构的几何参数,当锚索长度大于等于3倍基坑深度时,锚固力损失趋于零并呈现逐渐增加趋势。该结果对软土基坑锚索支护设计具有借鉴意义。     

北京地铁新宫站复合支护结构参数优化分析

以北京地铁19号线新宫站基坑工程复合支护结构为例，运用MIDAS/GTS软件实现对基坑施工过程的模拟，分析支护参数对支护结构受力和变形的影响。结果表明:①随桩径增大，桩体水平位移逐渐减小，各层锚索轴力最大值逐渐减小。②随桩间距增大，桩体水平位移逐渐增大，各层锚索轴力最大值逐渐增大。③随锚索倾角增大，桩体水平位移逐渐增大，各层锚索轴力变化呈现出先增大后减小趋势；在倾角为15°时，锚索受力最大。④锚索锚固段长度越大，桩体水平位移越小，各层锚索轴力最大值均增大。     

深基坑桩锚支护变形有限元分析

桩锚支护具有一系列优点,已成为基坑支护中最常用的方法之一。通过深圳某深基坑开挖过程的有限元数值模拟,得出了桩体水平位移、桩后土体沉降的变化规律,并将计算位移值与实际监测结果相比较,验证了有限元数值模拟的合理性,为深圳某深基坑支护提供了重要依据。     

变形协调条件下锚索框架梁-抗滑桩边坡支护体系设计方法研究

目前设计实践中坡面锚索框架-坡脚抗滑桩边坡支护体系未考虑变形协调，支护结构存在两种防护形式先后顺序破坏的风险。通过建立坡体变形与锚索、抗滑桩变形的关系，推导了锚索+抗滑桩支护体系的变形协调公式，结合锚索和抗滑桩的变形计算方法，提出了变形协调条件下锚索-抗滑桩支护体系的设计方法。建议在下滑力无法准确确定时，应采用低刚度的锚索，并尽量设置较高的锚索预应力锁定值，保证锚索在充分发挥锚固力的同时，增强其对变形的适应能力，提高锚索框架-抗滑桩支护体系的变形协调性。     

土钉墙与桩锚组合支护结构在深基坑工程中的应用

基于FLAC3D软件,对北京某深基坑土钉墙与桩锚组合支护结构进行数值模拟分析,并与实测值进行对比。研究结果表明:上部土钉墙支护结构,最后一排土钉最大拉力位置在中后部,不同于单一的土钉墙支护最后一排土钉的受力情况,在设计时应适当加长最后一排土钉的长度;锚索对桩顶位移的限制作用比较明显,锚索的受力值小于设计值,在设计时可以考虑适当减小锚索的长度。     

深基坑开挖后桩锚支护结构相互作用分析

在基坑开挖过程中，除了要保证基坑自身的稳定性，还要保证相邻建筑物和地下管线等设施的安全，因此，研究深基坑开挖后的变形及土体与支护结构稳定性至关重要。对此，以杭州市某深基坑工程为依托，采用现场监测和数值模拟的方法进行分析，得到基坑开挖后地表沉降、围护结构位移及锚索轴力变化和分布规律，并通过数值模拟对比，得到基坑开挖会对距坑边缘2到3倍开挖深度范围内的地表沉降产生影响，对1倍开挖深度范围内地表沉降影响较大。     

明挖公路隧道基坑钢支撑轴力监测与数值模拟分析

为研究深基坑开挖过程中钢支撑轴力的变化情况,以沈阳市南北快速干线隧道深17.8 m基坑工程支护体系中横向钢支撑为研究对象,对基坑开挖过程中的轴力变化值进行现场实时监测,并采用有限元软件MIDAS/GTS对不同工况下的钢支撑轴力进行模拟研究,得出各道钢支撑的轴力云图及变化规律。结果表明： 1）随着基坑开挖深度的增加,坑壁主动土压力逐渐增大,使得每道钢支撑轴力在短期内均呈线性增长趋势; 2）同一断面钢支撑全部架设完成后轴力有所衰减,其原因之一是连续墙后的土体发生了流变现象,使得土体应力重新分配并达到新的平衡。     

基于支撑伺服组合系统超深基坑安全支护技术研究

为研究城市建筑密集区域深大基坑支护体系受力规律与安全支护技术,采用数值模拟手段对昆明轨道交通4 号线火车北站深大基坑开挖过程中支护体系受力变形规律开展研究,并结合现场监测手段对支撑伺服系统布置与应用效果进行论述分析。研究结果表明: 1)受支撑形式与支撑间距影响,内支撑体系中钢筋混凝土支撑轴力水平要大于钢支撑,支撑轴力呈折线分布,在混凝土支撑施作期间围护结构容易发生较大变形; 2)引入支撑轴力伺服系统,依据数值计算与设计要求,设定正确的轴力控制值,能更好地发挥支撑对围护结构的变形控制作用; 3)工程应用实际表明,支撑轴力伺服系统在深大基坑施工应用中效果良好,采用伺服支撑段围护结构累计水平变形要小于无伺服段,支护效果更为优越。