錨土界面性能測試方法與錨桿非線性受力變形特性分析.pdf

1、隨著國家大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)和中國建筑行業(yè)走向國際市場的需要，錨固工程的發(fā)展日新月異，而錨桿的受力變形特性研究必將貫徹始終。然而，現(xiàn)階段錨桿的理論研究還未達(dá)到完善的地步，相應(yīng)的計算分析方法與實(shí)際情況并不十分一致，給工程相關(guān)的設(shè)計和施工帶來了一定困難。因此，本文在國家自然科學(xué)基金《殘坡積土邊坡錨固系統(tǒng)水穩(wěn)性與時變可靠性分析》(50878082)的支持下，對錨土界面性能測試方法與錨桿非線性受力變形特性展開了比較系統(tǒng)、深入的研究工作，以期

2、為相關(guān)理論分析與工程建設(shè)提供一定指導(dǎo)和幫助。
　　首先，考慮到目前仍缺乏專門的錨土界面性能測試裝置與方法，基于微元法的受力分析理念，自行研發(fā)并制作了一整套包括擊實(shí)、制樣和拉拔等過程在內(nèi)的錨土界面剪切測試裝置，使用該裝置進(jìn)行了4批次的試驗(yàn)，證實(shí)了該裝置對錨土界面性能測試的可行性和可靠性，得到了界面峰值剪切強(qiáng)度與界面剪切速率和界面峰值剪切強(qiáng)度與錨固體養(yǎng)護(hù)齡期之間的關(guān)系，并基于試驗(yàn)結(jié)果擬合出吻合度良好的3種不同表達(dá)形式的錨土界面τ-s全

3、過程本構(gòu)關(guān)系模型。
　　其次，考慮不同含水量和不同浸泡時間兩種水作用形式的影響，開展了坡積土的三軸壓縮試驗(yàn)，運(yùn)用Kriging預(yù)測模型對三軸試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線進(jìn)行了插值預(yù)測，進(jìn)而實(shí)施了不同含水量下的錨土界面剪切試驗(yàn)，回歸分析了界面峰值剪切強(qiáng)度與含水量之間的關(guān)系，進(jìn)而又基于均勻試驗(yàn)設(shè)計原理，將土體的含水量和干密度作為兩個考慮因素，測定了其對界面峰值剪切強(qiáng)度的影響大小，分別基于Kriging預(yù)測方法和回歸分析方法建立了界面峰值剪切強(qiáng)

4、度與土體含水量和干密度之間的關(guān)系。
　　再次，開展了錨桿室內(nèi)大比例模型試驗(yàn)，通過對3根模型錨桿進(jìn)行不同加載方式和不同約束條件下的拉拔，得到了對應(yīng)情況下的荷載-位移曲線，詳細(xì)討論分析3根錨桿荷載-位移曲線的異同，并對不同加載方式和不同約束條件下錨桿的軸力和剪應(yīng)力沿錨桿長度方向的分布規(guī)律進(jìn)行了深入的分析研究，在工程應(yīng)用中應(yīng)加強(qiáng)對等速拉拔的錨桿其拉拔荷載出現(xiàn)下降現(xiàn)象的關(guān)注。
　　然后，結(jié)合簡單非線性界面模型和考慮殘余強(qiáng)度非線性界面

5、模型，基于荷載傳遞法并引入冪級數(shù)求解方法，推導(dǎo)了錨桿沿全長的位移、軸力和剪應(yīng)力分布規(guī)律的半解析解，通過實(shí)例驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的可靠性和合理性，并著重運(yùn)用考慮殘余強(qiáng)度非線性界面模型探討了界面模型峰值點(diǎn)位置、錨固體模量、錨固體長度以及界面殘余強(qiáng)度等因素對錨桿受力變形特性的影響。
　　最后，引入4種不同界面剪切模型，并基于荷載傳遞法和傳遞矩陣法，針對層狀地基中的錨桿進(jìn)行了受力變形的分析計算，導(dǎo)出了錨桿各點(diǎn)在不同土層不同受力階段下的位移、軸力