基于剪切试验的预应力锚杆变形性能分析

发布时间：2017-09-24 18:44

  本文关键词：基于剪切试验的预应力锚杆变形性能分析

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【摘要】：为了研究锚杆对节理剪切性能的作用机制和模式,开展了锚固节理岩体的实验室剪切试验,模拟了不同强度的岩体在剪力作用下的变形和受力特征,对比了锚杆加固前、后岩体的剪切变形规律,分析了节理岩体强度、预应力及锚固方式对节理的抗剪能力的影响,试验过程中通过应变片测点监测锚杆轴力的变化规律,研究了节理剪切过程中锚杆的轴向受力机制和变形特性。剪切试验完成后,取出剪切变形后的锚杆,统计了变形段长度与各参数之间的关系。通过试验结果分析,剪力-位移曲线存在明显的3个阶段:弹性阶段、屈服阶段和塑性强化阶段,曲线近似呈现双直线特征,弹性段锚杆主要发挥销钉作用;屈服段锚杆的轴向作用开始调动,锚杆同时存在销钉和约束作用;塑性段锚杆不再发挥销钉作用,只是依靠其轴向约束作用限制岩体的变形;曲线表现出韧性增强的剪切性能,这就使得锚杆锚固节理岩体的破坏特性由脆性转变为塑性,从而提高了岩体的稳定性和安全度。节理面的滑动对锚杆产生剪切作用,由于切向变形而产生了附加的锚杆轴向变形,锚杆的轴向应力随着剪切位移的增大呈增长的趋势,变形剧烈区域集中于节理面附近,且距离节理面越近其轴向应力增大越多。
【作者单位】： 山东电力工程咨询院有限公司;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室;
【关键词】： 预应力锚杆 节理岩体 剪切试验 变形特性
【基金】：中国科学院知识创新工程重要方向项目“煤矿深井巷道围岩稳定性分析与控制理论研究”(No.kzcx2-yw-152) 国家自然科学基金重点项目“西部高地应力结构性流变岩体的破坏机制及锚固可靠性研究”(No.90510019)
【分类号】：TU476
【正文快照】： 1引言深部岩体是由许多节理面和被其切割的岩块组成的块体系统,其力学作用主要受岩体内节理控制,主要运动形式为块体间沿节理面产生的剪切位移,这就导致采用锚杆支护的深部岩体工程中锚杆常常被剪断、剪弯、拉断、扭曲。国内外很多学者对锚杆在节理岩体中的加固机制进行了大量

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