锚杆抗拔承载力现场对比试验及数值模拟研究
发布时间：2022-12-22 18:20
锚固形式的创新是锚固技术的重要发展方向之一,本文针对锚固结构在实际工程中的应用提出了一种倒刺型锚杆,在普通锚杆杆体底端以一定角度焊接三段钢筋形成倒刺。锚杆的承载力由土的粘结强度控制的抗拔承载力以及由杆体强度控制的受拉承载力间的较小值所决定,倒刺型锚杆由于倒刺前部端阻力以及倒刺与注浆体咬合作用的影响,使得杆体受拉承载力得以提高。考虑到实际工程中工况的复杂性以及倒刺对于锚杆的确切影响,倒刺型锚杆与普通锚杆锚固机理的不同之处尚不明确,因此有必要对倒刺型锚杆进行深入的抗拔承载机理研究。本文对普通锚杆和不同杆体长度、不同倒刺数量锚杆采取现场抗拔试验和数值模拟相结合的方式,对倒刺型锚杆的受力破坏机理和抗拔承载力进行了研究,并探讨了注浆体参数对于普通锚杆与倒刺锚杆的影响,主要研究成果如下:（1）通过现场9组锚杆（包括2组普通锚杆、3组一股倒刺锚杆、3组2股倒刺锚杆以及1组带膨胀剂的1股倒刺锚杆）的拉拔试验,分别对锚杆长度以及倒刺数量进行对比,注浆体中添加膨胀剂的3#锚杆抗拔承载力为60kN,相比同一长度锚杆的抗拔力有明显提升,但倒刺锚杆较普通锚杆抗拔力无明显变化,且倒刺数量的增加并没有对抗拔力产生明...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 锚固技术的国内外研究现状
1.2.1 锚固技术的发展和应用
1.2.2 锚固机理及力学参数研究
1.2.3 锚固机理模型试验研究
1.2.4 锚杆支护设计优化研究
1.2.5 倒刺锚杆的研究现状
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 锚杆抗拔承载力现场对比试验
2.1 引言
2.2 试验目的
2.3 现场试验概况
2.3.1 现场基坑工程概况
2.3.2 地质概况
2.3.3 总体试验方案
2.4 试验准备
2.4.1 倒刺锚杆制作方法
2.4.2 倒刺锚杆的钻孔方法
2.5 试验与测试方案
2.5.1 试验加载装置安装
2.5.2 试验加载步骤
2.6 试验现象观测及破坏形式分析
2.7 锚杆抗拔承载力试验测试结果分析
2.8 本章小结
3 锚杆抗拔承载力现场对比试验数值模拟分析
3.1 引言
3.2 ABAQUS简介
3.3 基本假设
3.4 倒刺型锚杆数值模拟模型的建立
3.4.1 模型建立
3.4.2 网格划分
3.4.3 模型边界条件及接触面设置
3.4.4 本构模型的选取
3.4.5 模拟参数的选取
3.5 数值模拟结果及分析
3.5.1 无倒刺锚杆抗拔试验模拟结果
3.5.2 一组倒刺锚杆抗拔试验模拟结果
3.5.3 带一组倒刺锚杆(有膨胀剂)抗拔试验模拟结果
3.5.4 带2组倒刺锚杆抗拔试验模拟结果
3.5.5 相同初始荷载下无倒刺锚杆抗拔试验模拟结果
3.5.6 倒刺对锚杆抗拔承载力的影响因素分析
3.6 本章小结
4 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]弯曲与直锚GFRP复合材料抗浮锚杆锚固特性试验研究[J]. 匡政,白晓宇,张明义,朱磊,陈小钰. 复合材料学报. 2019(05)
[2]岩石膨胀头锚杆抗拔试验研究[J]. 赵俭斌,赵中华,马丽珠,郭丙善. 建筑与预算. 2018(06)
[3]不同直径锚杆与砂浆相互作用的试验研究[J]. 李永栋,王中,乔婷. 建设监理. 2018(06)
[4]加筋土-锚杆组合支护式路堤工作机理研究[J]. 任非凡,徐超,许强,王冠. 公路交通科技. 2017(01)
[5]透明土中连续球体型锚杆拔出机理研究[J]. 夏元友,陈晨,NI Qing. 岩土工程学报. 2017(05)
[6]预应力锚杆复合土钉支护边坡的优化设计研究[J]. 潘信梅,傅鹏辉,贾佰渠,姜登坤,李增涛. 工程建设. 2016(06)
[7]A new analytical solution for calculation the displacement and shear stress of fully grouted rock bolts and numerical verifications[J]. Ghadimi Mostafa,Shariar Koroush,Jalalifar Hossein. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(06)
[8]锚杆复合土钉支护协同作用的模型试验研究[J]. 刘燕,刘俊岩,郑全明,马桂宁. 岩土力学. 2016(S1)
[9]深部软岩巷道深-浅耦合全断面锚注支护研究[J]. 王连国,陆银龙,黄耀光,孙海洋. 中国矿业大学学报. 2016(01)
[10]预应力锚杆复合土钉墙工作性状试验研究[J]. 彭文祥,谢雨军,徐松山,王苑,钱华. 中南大学学报(自然科学版). 2015(04)
博士论文
[1]加锚结构面剪切特性及锚固岩体综合力学模型研究[D]. 赵宇飞.中国水利水电科学研究院 2013
硕士论文
[1]扩大头锚杆抗拔试验研究[D]. 赵鹤飞.郑州大学 2016
[2]桩锚支护中腰梁的应用及对锚索预应力损失的影响研究[D]. 王传鹏.青岛理工大学 2015
[3]预应力锚索复合土钉支护数值模拟与工程对比[D]. 岳猛.太原理工大学 2010
[4]高层建筑深基坑工程数值分析及支护结构优化设计研究[D]. 刘斌.南京理工大学 2003
本文编号：3723797
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 锚固技术的国内外研究现状
1.2.1 锚固技术的发展和应用
1.2.2 锚固机理及力学参数研究
1.2.3 锚固机理模型试验研究
1.2.4 锚杆支护设计优化研究
1.2.5 倒刺锚杆的研究现状
1.3 主要研究内容及技术路线
1.3.1 主要研究内容
1.3.2 技术路线
2 锚杆抗拔承载力现场对比试验
2.1 引言
2.2 试验目的
2.3 现场试验概况
2.3.1 现场基坑工程概况
2.3.2 地质概况
2.3.3 总体试验方案
2.4 试验准备
2.4.1 倒刺锚杆制作方法
2.4.2 倒刺锚杆的钻孔方法
2.5 试验与测试方案
2.5.1 试验加载装置安装
2.5.2 试验加载步骤
2.6 试验现象观测及破坏形式分析
2.7 锚杆抗拔承载力试验测试结果分析
2.8 本章小结
3 锚杆抗拔承载力现场对比试验数值模拟分析
3.1 引言
3.2 ABAQUS简介
3.3 基本假设
3.4 倒刺型锚杆数值模拟模型的建立
3.4.1 模型建立
3.4.2 网格划分
3.4.3 模型边界条件及接触面设置
3.4.4 本构模型的选取
3.4.5 模拟参数的选取
3.5 数值模拟结果及分析
3.5.1 无倒刺锚杆抗拔试验模拟结果
3.5.2 一组倒刺锚杆抗拔试验模拟结果
3.5.3 带一组倒刺锚杆(有膨胀剂)抗拔试验模拟结果
3.5.4 带2组倒刺锚杆抗拔试验模拟结果
3.5.5 相同初始荷载下无倒刺锚杆抗拔试验模拟结果
3.5.6 倒刺对锚杆抗拔承载力的影响因素分析
3.6 本章小结
4 结论与展望
4.1 结论
4.2 展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]弯曲与直锚GFRP复合材料抗浮锚杆锚固特性试验研究[J]. 匡政,白晓宇,张明义,朱磊,陈小钰. 复合材料学报. 2019(05)
[2]岩石膨胀头锚杆抗拔试验研究[J]. 赵俭斌,赵中华,马丽珠,郭丙善. 建筑与预算. 2018(06)
[3]不同直径锚杆与砂浆相互作用的试验研究[J]. 李永栋,王中,乔婷. 建设监理. 2018(06)
[4]加筋土-锚杆组合支护式路堤工作机理研究[J]. 任非凡,徐超,许强,王冠. 公路交通科技. 2017(01)
[5]透明土中连续球体型锚杆拔出机理研究[J]. 夏元友,陈晨,NI Qing. 岩土工程学报. 2017(05)
[6]预应力锚杆复合土钉支护边坡的优化设计研究[J]. 潘信梅,傅鹏辉,贾佰渠,姜登坤,李增涛. 工程建设. 2016(06)
[7]A new analytical solution for calculation the displacement and shear stress of fully grouted rock bolts and numerical verifications[J]. Ghadimi Mostafa,Shariar Koroush,Jalalifar Hossein. International Journal of Mining Science and Technology. 2016(06)
[8]锚杆复合土钉支护协同作用的模型试验研究[J]. 刘燕,刘俊岩,郑全明,马桂宁. 岩土力学. 2016(S1)
[9]深部软岩巷道深-浅耦合全断面锚注支护研究[J]. 王连国,陆银龙,黄耀光,孙海洋. 中国矿业大学学报. 2016(01)
[10]预应力锚杆复合土钉墙工作性状试验研究[J]. 彭文祥,谢雨军,徐松山,王苑,钱华. 中南大学学报(自然科学版). 2015(04)
博士论文
[1]加锚结构面剪切特性及锚固岩体综合力学模型研究[D]. 赵宇飞.中国水利水电科学研究院 2013
硕士论文
[1]扩大头锚杆抗拔试验研究[D]. 赵鹤飞.郑州大学 2016
[2]桩锚支护中腰梁的应用及对锚索预应力损失的影响研究[D]. 王传鹏.青岛理工大学 2015
[3]预应力锚索复合土钉支护数值模拟与工程对比[D]. 岳猛.太原理工大学 2010
[4]高层建筑深基坑工程数值分析及支护结构优化设计研究[D]. 刘斌.南京理工大学 2003
本文编号：3723797
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