基于內(nèi)聚力模型的錨桿數(shù)值模擬及有效錨固長(zhǎng)度分析.pdf

1、錨桿與灌漿體之間的界面粘結(jié)是保證它們能夠共同工作的基礎(chǔ)。因?yàn)殄^桿本身的抗拉強(qiáng)度很高，所以在用錨桿加固巖土體中，造成試件破壞的原因一般不是錨桿材料本身，而是因?yàn)殄^桿與灌漿體界面強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致粘結(jié)破壞，而后者是我們不希望發(fā)生的。因此錨桿和灌漿體的界面粘結(jié)問題就需要深入討論了。
　　本文通過(guò)以錨桿拔出試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)對(duì)錨桿與灌漿體界面的粘結(jié)滑移行為進(jìn)行了理論分析，建立了基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的錨桿與灌漿體界面的雙線性粘結(jié)—滑移本構(gòu)模型，基于此模型將

2、錨桿拔出破壞的過(guò)程分成4個(gè)階段來(lái)描述，并在此基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行理論分析，得出了各個(gè)階段的關(guān)于界面剪應(yīng)力分布、滑移量、錨桿正應(yīng)力和抗拔承載力的計(jì)算公式。
　　本文主要研究工作及成果如下:
　　(1)巖石錨桿的加固效果明顯且應(yīng)用非常廣泛，因此對(duì)錨桿在巖體中的傳力機(jī)理、受力狀態(tài)進(jìn)行研究就很有意義了。本文從三個(gè)角度分別闡述了錨桿錨固的一些研究現(xiàn)狀，分別是實(shí)驗(yàn)研究，理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬這三個(gè)方面的一些現(xiàn)有的研究成果，并提出本文的主要研

3、究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線。
　　(2)介紹了本次數(shù)值模擬所用到的材料本構(gòu)關(guān)系，并提出了幾種在學(xué)術(shù)上和工程上用的比較多的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系，最后用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得的錨桿上的應(yīng)變數(shù)據(jù)來(lái)推導(dǎo)界面的局部粘結(jié)剪應(yīng)力和局部粘結(jié)滑移量，獲得模擬模型所需要的粘結(jié)-滑移曲線，并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了沿不同位置變化的錨桿—灌漿體界面剪應(yīng)力變化規(guī)律，為數(shù)值模擬提供對(duì)比。
　　(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的粘結(jié)-滑移本構(gòu)曲線進(jìn)行分析，得出了錨桿—灌漿體雙線性界面粘結(jié)-滑移模型

4、，將相應(yīng)參數(shù)輸入ABAQUS自帶的牽引—分離準(zhǔn)則中，當(dāng)然，筆者也通過(guò)采用位移擴(kuò)展準(zhǔn)則直接輸入實(shí)驗(yàn)本構(gòu)數(shù)據(jù)得到數(shù)值模擬結(jié)果作為補(bǔ)充驗(yàn)證，同時(shí)簡(jiǎn)單介紹了內(nèi)聚力模型在數(shù)值模擬中的運(yùn)用，在此理論基礎(chǔ)上，結(jié)合ABAQUS有限元軟件，建立了模擬錨桿和灌漿體之間粘結(jié)關(guān)系的零厚度粘結(jié)層。
　　(4)通過(guò)已建好的數(shù)值模型對(duì)錨桿與灌漿體界面粘結(jié)破壞過(guò)程進(jìn)行分析，將錨桿與灌漿體界面粘結(jié)破壞分為彈性階段、彈性-塑性階段、彈性-塑性-剝離階段、塑性-剝離階