基于黏弹-塑性圆孔扩张理论压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度计算方法

压力注浆锚杆在隧道、边坡、基坑等支护工程中应用广泛。为了预测锚杆在不同注浆压力下的锚-土界面黏结强度,将锚-土界面法向应力的发展过程分为2个计算阶段：压力注浆时锚孔扩张半径的计算和浆液硬化后界面法向应力的计算。在计算时,将锚孔扩张过程视为无限土体中的瞬时圆孔扩张问题,考虑塑性区土体服从统一强度准则,推导出压力注浆时锚孔扩张半径解答;然后,考虑土体的时变特性,引入黏弹-塑性圆孔扩张理论,采用Merchant模型推导出浆液硬化后界面法向应力随时间衰减的解答;最后,基于库仑抗剪强度公式,建立了压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度的理论计算方法。为了验证所提计算方法的可靠性,采用自制的锚杆微元体压力注浆装置,制作了3种不同注浆压力下的锚杆试样并开展了拉拔试验。将获得的试验结果与所提理论计算结果进行对比,并结合已有的压力注浆土钉拉拔试验结果进一步验证。结果表明：提出的压力注浆锚杆锚-土界面黏结强度的理论计算方法能够准确的预测试验数据,可为工程设计提供参考。最后进行了参数分析,结果表明：锚-土界面黏结强度与注浆压力呈线性关系,注浆压力增大能有效提高锚杆的承载性能;锚-土界面黏结强度随着复合模量的增大呈现...     

考虑注浆压力和土体饱和度影响的锚-土界面剪切性能试验研究

基于自制的压力注浆装置制作锚杆微元体试样,而后开展拉拔试验获得了不同注浆压力与土体饱和度下锚杆微元体锚-土界面的剪切应力τ–剪切位移s全过程曲线(即τ–s曲线),并建立了考虑注浆压力和土体饱和度影响的锚-土界面τ–s曲线模型。首先,通过对重力注浆锚杆锚-土界面剪切滑移模型进行改进,得到压力注浆锚杆锚-土界面τ–s曲线模型表达式;然后,利用改进的τ–s曲线模型对部分试样的τ–s曲线进行拟合,获得压力注浆锚杆微元体的锚-土界面τ–s曲线模型参数;最后,采用二阶多项式函数对上述不同注浆压力和土体饱和度下的试样模型参数进行拟合,并将拟合得到的关系式代回改进的τ–s曲线模型,就可得到考虑注浆压力与土体饱和度影响的锚-土界面τ–s曲线模型。利用该模型对未参与拟合的试样τ–s曲线进行预测,发现预测曲线与试验曲线吻合良好。