填土中锚杆承载性状试验研究

发布时间：2020-06-07 04:40

【摘要】：土层锚杆由于其施工灵活、施工周期短、成本低、污染小等优点在各类岩土工程中得到了广泛的应用。但是由于土本身的复杂性以及锚杆检测的局限性导致目前土层锚杆的设计理论和机理研究没有统一的理论。本文以土层锚杆作为研究对象采用剪切试验、室内拉拔模型试验、数值模拟等手段,对混凝土与土界面的接触特性、土体含水量和压实度对锚杆受力机理影响进行了研究探讨,为土层锚杆的设计、施工、检测提供一定的参考依据。本文的主要研究工作包括以下几个方面:混凝土与土体界面的剪切试验研究:通过自制的锚杆-土界面剪切仪对某现场的粉质黏土与混凝土进行剪切试验,系统分析了土样的含水量和压实度两个因素在法向应力条件下对混凝土和土界面摩阻力的影响。结果表明在相同的法向应力和含水量条件下混凝土与土界面的摩阻力与压实度呈正相关关系,随着压实度的增加,摩阻力也随着增加;存在一个最优含水量的范围,在此范围内,在其他条件相同的条件下,锚杆与土界面的强度最大。室内拉拔模型试验:通过对不同含水量和压实度条件下锚杆的拉拔试验,发现在最优含水量附近进行锚杆支护有利于提高锚杆的承载能力;提高压实度可以有效的提高锚杆的承载力,但是在压实度达到一定程度后继续极高压实度对提高锚杆承载力的作用不大;锚杆轴力沿长度方向的轴力分布不均匀的,在靠近锚杆外端位置锚杆的轴力最大,沿着锚固方向依次递减;土层锚杆存在一定的有效长度,锚杆尾部附近的测点的轴力趋近于ON;拟合推导了锚杆不同位置上轴力与含水量以及压实度的关系式;理论模型的结果不适用于所有的土层锚杆的承载力分析,具有应用局限性。数值模拟:通过FLAC3D数值模拟软件选用摩尔-库伦模型模拟研究不同含水量和压实度条件下锚杆的受力情况,发现模拟的结果比试验模型的结果偏大,轴力与位移曲线的趋势大致相同,与试验结果较吻合。
【图文】：

图 2-1 土样的准备.1 液塑限试验液塑限试验采用 LG-100D 数显式土壤液塑限联合测定仪。如图 2-2 所示。液塑限的测定步骤如下：1、取 200g 左右筛下的土，分别配置含水量在液限附近、液限和塑限中间、限附近的三个试样然后进行养护。2、用调土刀把试样杯中养护好的土样压实后，刮平。3、把联合测定仪根据水平泡调平后，在联合测定仪的锥体上涂薄层的凡士，调整锥体与土体的接触面4、按下读数按钮，，测得圆锥下沉深度 h1。在距离第一次锥入位置不小于m 处重复上一步骤，测得 h2，h1 和 h2 允许有 0.5mm 的误差，否则重新试验。 h1 和 h2 两者之间的平均数作为该点的锥入深度 h3。5、取远离锥体下落处那部分土样两份，测含水量。6、重复 2-5 的步骤，对其他两个含水量的土样进行试验，测得锥入深度和水量。

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图 2-2 数显式土壤液塑限联合测定仪图 2-3 液塑限试验数抗剪强度试验次试验采用 ZJ 型应变控制式四联直剪仪如图 2-4 试验步骤如下：取部分已经碾碎过筛的土样，配成一定含水量，搅拌均匀后用环样，试验后分别测量四个试样的含水量和密度。四个试样的密度值3g/cm3。将试件从环刀内推入固定好的剪切盒中，顺次放上透水石。然后球，装上垂直加压设备。把量力环中的百分表调平。给四个试样分别施加 50kPa、200 kPa、200 kPa、300 kPa 的垂直应土工试验微机控制数据采集系统采集处理数据。处理后侧的数据如
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU476

【参考文献】