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![錨桿加固對(duì)裂隙巖體力學(xué)性能影響的室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值分析研究.pdf_第1頁(yè)](https://static.zsdocx.com/FlexPaper/FileRoot/2019-3/14/18/b06191e4-e707-4b98-88d7-64f2be60da42/b06191e4-e707-4b98-88d7-64f2be60da421.gif)
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文檔簡(jiǎn)介
1、錨桿支護(hù)技術(shù)是一種非常有效和經(jīng)濟(jì)的巖土結(jié)構(gòu)加固方法,廣泛地運(yùn)用于幾乎所有的土木工程建設(shè)中。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,更多的巖土結(jié)構(gòu)工程將會(huì)被修建,作為工程建設(shè)中重要支護(hù)措施之一的錨桿加固技術(shù)將有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展前景。在巖體工程中,由于巖體中含有大量的天然裂隙,錨桿加固技術(shù)對(duì)巖體工程的支護(hù)效果尤為明顯。盡管如此,錨桿的加固機(jī)理至今尚未被研究清楚,為了更加有效地使用錨桿以保障巖體工程的施工安全性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性,有必要就錨桿對(duì)裂隙巖體的加固效應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步
2、的研究。 本研究主要從室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩方面來(lái)研究錨桿加固對(duì)裂隙巖體的力學(xué)性能的影響,通過(guò)綜合分析研究結(jié)果得出一些有益于實(shí)際錨桿設(shè)計(jì)、施工的結(jié)論。 在室內(nèi)試驗(yàn)階段,主要對(duì)三類試件進(jìn)行研究,分別是完好試件、裂隙試件、加錨裂隙試件。它們的關(guān)系是:裂隙試件是在完好試件內(nèi)部預(yù)置一個(gè)張開(kāi)型裂隙,而加錨裂隙是在裂隙試件的內(nèi)部設(shè)有錨桿,加錨裂隙試件中錨桿的錨固角有30°、45°、70°、85°四種,錨桿的個(gè)數(shù)分別有單根、雙根、三根三
3、種,不同錨固角和錨桿個(gè)數(shù)的組合形成了各種不同的加錨裂隙試件。室內(nèi)試驗(yàn)研究的主要工作包括以下幾個(gè)內(nèi)容: 首先,為研制出一種與實(shí)際巖體物理力學(xué)參數(shù)滿足一定相似比關(guān)系的砂漿材料,設(shè)計(jì)了五組砂漿材料的配合比,并對(duì)各種配合比的砂漿完好試件進(jìn)行單向壓縮和劈裂試驗(yàn)研究,最終確定出滿足相似比要求的砂漿配合比,依此相似比關(guān)系選擇出一種合金鋁棒作為室內(nèi)試驗(yàn)的相似錨桿。 其次,對(duì)裂隙試件、加錨裂隙試件進(jìn)行單向壓縮和劈裂試驗(yàn)研究,結(jié)合第一階段的
4、試驗(yàn)結(jié)果,分別研究單向壓縮和劈裂條件下預(yù)置裂隙對(duì)砂漿材料的弱化效應(yīng)以及錨桿對(duì)裂隙試件的加固效應(yīng),并獲得加錨裂隙試件的單軸抗壓強(qiáng)度及在劈裂條件下峰值荷載隨錨固角度及錨桿個(gè)數(shù)增加而變化的規(guī)律。 最后,對(duì)完好試件、裂隙試件、加錨裂隙試件進(jìn)行雙向壓縮試驗(yàn)研究。研究了在不同側(cè)壓條件下預(yù)置裂隙對(duì)砂漿材料的弱化效應(yīng)以及錨桿對(duì)裂隙試件的加固效應(yīng),并獲得在雙向壓縮條件下加錨裂隙試件的抗壓強(qiáng)度隨錨固角度及錨桿個(gè)數(shù)增加而變化的規(guī)律以及各種試件的雙向抗
5、壓強(qiáng)度隨側(cè)壓增加而變化的規(guī)律。 通過(guò)包括單向壓縮、劈裂和雙向壓縮的綜合室內(nèi)試驗(yàn)研究,獲得了錨桿個(gè)數(shù)及錨固角度對(duì)裂隙試件力學(xué)強(qiáng)度的影響規(guī)律;此外,通過(guò)比較各種試驗(yàn)條件下試件的破壞形態(tài),研究不同試驗(yàn)條件下錨桿的失效模式以及錨桿對(duì)試件破壞發(fā)展過(guò)程的影響。 在數(shù)值模擬階段,使用FLAC-3D軟件對(duì)完好試件、裂隙試件、加錨裂隙試件的單向壓縮試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得的各種試件的數(shù)值應(yīng)力-應(yīng)變曲線、砂漿材料的最大、最小主應(yīng)力云圖、加錨試
6、件中錨桿的受力狀態(tài)。在對(duì)加錨裂隙試件進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí),采用FLAC-3D自帶的樁結(jié)構(gòu)單元來(lái)建立錨桿單元,分別采用實(shí)體單元模擬法與實(shí)體-等效法來(lái)模擬錨桿對(duì)裂隙試件的加固效果,數(shù)值模擬結(jié)果表明,實(shí)體-等效法模擬錨桿加固效果的計(jì)算結(jié)果與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果較為接近;以單錨裂隙試件的單軸壓縮數(shù)值試驗(yàn)為例,得出了錨固角對(duì)裂隙試件力學(xué)性能的影響規(guī)律。 結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)與數(shù)值分析的研究結(jié)果,得出了錨桿個(gè)數(shù)及錨固角度對(duì)裂隙試件加固效應(yīng)的影響規(guī)律,由于本研究中
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