锚杆锚固系统变形场演化特征研究

发布时间：2019-12-02 03:37

【摘要】：锚杆支护具有经济、高效、施工方便等优点,在工程领域中已得到广泛应用,由于岩土工程的复杂性,对锚杆锚固系统力学作用机理研究还存在不足,本文以岩土工程中锚杆锚固系统变形场演化特征为研究对象,进行了室内实验研究、理论分析、数值模拟等研究。取得了一些结论:(1)对数字散斑相关方法的基本原理进行分析总结,指出数字散斑方法在测量非均匀变形场中存在的问题,分析总结其优缺点,以便于对实验过程中的采集的散斑图像进行分析计算。(2)通过自制实验加载支撑支架,使用拉拔仪对半圆柱形试件模型进行锚杆拉拔实验研究,使用数字散斑方法对实验结果进行分析,主要对锚杆拉拔实验过程锚固系统变形场进行详细的分析,深入研究了锚固剂破坏和锚固剂与围岩界面滑动引起的锚固失效演化特征,得出在锚杆拉拔过程中,拉拔力由锚固端方向开始向内部传递;锚固体系的变形主要集中在界面处,随拉拔力增加变形区域逐渐沿锚固方向内部扩展;界面应力沿锚固段分布是非均匀的,首先呈现单调递减的规律,然后呈现出先增大后减小的分布规律;界面滑动值与滑动速率沿锚固段呈现递减的分布规律;得到围岩与锚固剂界面剪应力与塑性区宽度对应关系。(3)根据实验所得结果,运用荷载传递理论,对界面应力分布公式进行修正,得到修正后的界面剪应力分布规律,代入实验数据进行分析,结果表明与实验所得结果能较好吻合,同时对应力衰减系数、锚固剂弹性模量、锚杆直径等影响界面剪应力分布规律的因素进行分析。(4)根据实验与理论所得公式,对FLAC3D中的cable单元进行修正,并对cable单元初始模型与修正模型在不同地应力状况下的结果进行对比分析,得出修正模型比初始模型支护效果优异5%。
【学位授予单位】：北方工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU476

【参考文献】

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本文编号：2568625