扩大头锚杆力学机理研究

发布时间：2020-07-31 15:43

【摘要】：随着超高层建筑的不断兴建,深基坑及地下空间呈现深、大的趋势,使得对锚固技术的要求不断提高,新型锚杆技术不断涌现,其中高压旋喷扩大头锚杆具有抗拔承载力高、位移小等优点,获得广泛认可与应用。然而针对扩大头锚杆的理论研究仍然远远滞后于工程实践,其受力机理尚未得到充分的认识,因此有必要对扩大头锚杆受力机理进行分析。本文结合某实际桩-普通锚支护工程,利用ABAQUS建立了考虑施工过程和土-锚相互作用的数值模拟,并与理正结果对比验算,取得了较好的吻合度,由此验证了ABAQUS应用于基坑开挖是切实可行的,在此基础上研究了高压旋喷扩大头锚杆的应力分布、侧摩阻力传递规律,并与桩-普通锚支护工程对比分析,最后探讨了扩大头直径、扩大头长度及自由段长度对其抗拔承载力的影响。研究结果表明:(1)对比模拟结果与理正计算结果,可得支护桩整体水平位移计算值较模拟值偏大,但两者水平位移曲线基本拟合,验证了ABAQUS数值模拟在基坑开挖工程的可行性;(2)相同条件下,扩大头锚杆轴力较普通锚杆提高约0.3—0.7倍左右,可减小基坑变形约30%。实际工程中,应综合考虑各方面因素,以达到更大的经济效益;(3)扩大头锚杆的应力沿锚杆埋深呈逐渐减小的趋势,在自由段与锚固段界面附近有突变的趋势,锚杆顶端应力最大,底端应力最小,应力通过杆体由杆顶向杆底传递;侧摩阻力沿扩大头锚杆长度呈不均匀分布,在普通锚固段与扩大头锚固段的附近摩阻力达到最大;(4)扩大头直径、长度相比于锚杆自由段长度对抗拔承载力的影响较大,而自由段长度对抗拔承载力影响较小;普通锚杆与扩大头锚杆抗拔承载力随着锚固长度增大显著增加,基坑变形明显减小,达到临界长度后,抗拔承载力基本无变化。
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU476
【图文】：

预应力锚索,锚固段,架线,自由段

为等截面型锚（如图 2-2）、锚固段多球型锚（如图 2-3）和端部扩体型锚（如图2-4）。图2-1 预应力锚索结构简图Figure 2-1 Structure drawing of prestressed anchorage cable1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支护结构；5-自由隔离层；6-钻孔；7-支架；8-隔离架；9-钢绞线；10-架线环；11-灌浆体；12-导向帽；Lf-自由段；La-锚固段

锚杆结构,圆柱型

河北工程大学硕士学位论文6图2-2 圆柱型锚杆结构简图Figure 2-2 Structure diagram of cylindrical bolt1-锚具；2-承压板；3-台座；4-支护结构；5-钻孔；6-套管；7-钢筋；8-锚固体；L1-自由段；L2-锚固段图2-3 球型锚索结构简图Figure 2-3 Structure diagram of ball type anchorage cable1-锚具；2-承压板；3-台座；4-支护结构；5-钻孔；6-套管；7-止浆密封装置；8-钢筋；9-注浆套管；L1-自由段；L2-?

球型,锚索,套管,自由段

1-锚具；2-承压板；3-台座；4-支护结构；5-钻孔；6-套管；7-钢筋；8-锚固体；L1-自由段；L2-锚固段图2-3 球型锚索结构简图Figure 2-3 Structure diagram of ball type anchorage cable1-锚具；2-承压板；3-台座；4-支护结构；5-钻孔；6-套管；7-止浆密封装置；8-钢筋；9-注浆套管；L1-自由段；L2-锚固段

【参考文献】