压力型锚杆锚固机理的试验及数值模拟研究

发布时间：2017-04-24 14:00

  本文关键词：压力型锚杆锚固机理的试验及数值模拟研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国基础设施建设事业的发展,越来越多的遇到各类岩土工程问题,其中预应力锚固技术作为各类岩土加固工程中的首选方法得到了越来越广泛的应用,其中又以压力(分散)型锚杆由于其良好的受力性能被越来越多的应用到诸如地基处理、边坡锚固、隧道加固等工程中。目前对这类锚固结构的研究多集中于宏观受力方面,而对其细观机理的研究则少之又少,难以从细观层面分析压力(分散)型锚杆锚固机理。本文首先通过室内可视化模型试验,对轴向荷载作用下压力型锚杆锚固机理进行了细观研究；然后应用离散元数值模拟软件PFC2D建立细观数值仿真平台,对压力型锚杆及压力分散型锚杆在外荷载作用下周围土体的细观力学参数变化规律进行了模拟分析,揭示了其细观受力机理,具体研究内容如下：(1)压力型锚杆受力性能的可视化模型试验研究设计并制作压力型锚杆模型,对其进行轴向拉伸荷载作用下的拉拔试验,并应用数字照相变形量测技术,分析张拉荷载作用下压力型锚杆杆体周围土体细观组构的演化规律。(2)压力型锚杆锚固机理的细观数值模拟研究基于颗粒流理论及PFC2D程序建立压力型锚杆细观数值仿真模型,开展轴向荷载作用下锚杆受力状态研究,通过对仿真模型位移场、应力场、孔隙率、旋转量、颗粒配位数等细观物理力学参数的研究,揭示了压力型锚杆细观锚固机理。(3)压力分散型锚杆锚固机理的细观数值模拟研究在以上研究基础上,考虑不同承压板数量、不同承压板间距及不同承压板直径等因素,分别建立压力分散型锚杆数值分析模型,对压力分散型锚杆的受力性能进行了研究,并进行了相关参数的优化分析。
【关键词】：压力(分散)型锚杆 锚固机理 模型试验 数值模拟 细观参数
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU476
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-20
• 1.1 选题依据与研究意义9-11
• 1.1.1 选题依据9-10
• 1.1.2 研究意义10-11
• 1.2 国内外研究现状分析11-17
• 1.2.1 压力(分散)型锚杆锚固理论的研究11-13
• 1.2.2 压力(分散)型锚杆试验研究13-15
• 1.2.3 压力(分散)型锚杆数值模拟研究15-17
• 1.3 主要研究内容及技术路线17-20
• 第2章 基于数字照相变形量测技术的室内模型试验研究20-28
• 2.1 数字照相变形量测技术简介20
• 2.2 室内细观模型试验20-22
• 2.2.1 试验材料选择及制备20-21
• 2.2.2 试验概述21-22
• 2.3 试验结果分析22-27
• 2.3.1 位移场的发展22-25
• 2.3.2 剪应变场的发展25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 压力型锚杆锚固机理的颗粒流数值模拟28-49
• 3.1 基于PFC~(2D)的颗粒流方法简介28-30
• 3.1.1 颗粒流方法的基本假设和特点28-29
• 3.1.2 基于PFC~(2D)的颗粒流方法的解题步骤29-30
• 3.2 压力型锚杆数值模型的建立30-32
• 3.3 数值模拟试验结果分析32-48
• 3.3.1 极限承载力确定32-35
• 3.3.2 细观参数变化规律分析35-41
• 3.3.3 各细观参数平均值变化规律分析41-44
• 3.3.4 位移场分析44-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 压力分散型锚杆颗粒流数值模拟49-64
• 4.1 基于不同承压板数量的压力分散型锚杆数值模拟分析49-53
• 4.1.1 模型建立49-51
• 4.1.2 数值模拟结果分析51-53
• 4.2 基于不同承压板间距的压力分散型锚杆数值模拟分析53-58
• 4.2.1 模型建立53-56
• 4.2.2 数值模拟结果分析56-58
• 4.3 基于不同承压板直径的压力分散型锚杆数值模拟分析58-63
• 4.3.1 模型建立58-60
• 4.3.2 数值模拟结果分析60-63
• 4.4 本章小结63-64
• 第5章 结论与展望64-66
• 5.1 结论64-65
• 5.2 展望65-66
• 参考文献66-69
• 致谢69-70
• 攻读硕士学位期间论文发表情况70

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本文编号：324309