錨桿接觸問題的有限元解法及其應(yīng)用.pdf

1、在隧道、邊坡、深基坑等各類巖土工程中,錨桿因施工簡單且效果良好得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用,但其相應(yīng)的計(jì)算及設(shè)計(jì)理論并不十分成熟.對于用錨桿作為支承或加固方式的結(jié)構(gòu)來說,有限元法應(yīng)是一種較為理想的數(shù)值分析工具.目前,雖然已有不少的錨桿計(jì)算模型及相應(yīng)的計(jì)算方法,但這些方法在對錨桿力學(xué)行為的模擬及應(yīng)用等方面,尚存在著一些問題.本論文的主要目的就是試圖建立一種比較合理而又簡單實(shí)用的錨桿計(jì)算模型及相應(yīng)的有限元計(jì)算方法,以用于錨桿支護(hù)類工程問題的求解.論

2、文中,通過對目前各種錨桿的有限元計(jì)算模型進(jìn)行比較分析,發(fā)現(xiàn)它們存在著如下問題:無法反映錨桿和巖土體間的剪切—滑移作用;有限元網(wǎng)格劃分過于復(fù)雜;計(jì)算參數(shù)難以選擇和確定等.為此,該論文提出一種新的錨桿計(jì)算模型,它將錨桿與周圍巖土體間的相互作用作為接觸問題考慮,其計(jì)算理論比較嚴(yán)謹(jǐn),能較好地模擬出錨桿的受力狀態(tài)及錨桿與巖土體間的剪切—滑移作用,即:錨桿—巖土體之間的接觸面具有抵抗強(qiáng)度,當(dāng)接觸面上切向應(yīng)力小于其抵抗強(qiáng)度時(shí),錨桿與巖土體共同變形;達(dá)

3、到抵抗強(qiáng)度時(shí)則沿切向發(fā)生相對滑動.此外,該方法在使用時(shí)不會因錨桿單元的添加而使得有限元網(wǎng)格的劃分變得過于復(fù)雜.論文中,作者根據(jù)等參元理論建立了三結(jié)點(diǎn)錨桿單元計(jì)算公式,并研制了相應(yīng)的有限元計(jì)算程序.上述工作完成后,應(yīng)用該文方法對錨桿的拉拔試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到了較好的計(jì)算結(jié)果,從而證明了該文計(jì)算方法的正確性.此外,應(yīng)用該法成功地計(jì)算了錨桿支護(hù)邊坡的一個(gè)工程實(shí)例,從而證明了該方法應(yīng)用于實(shí)際工程的可行性.總之,該論文研究結(jié)果表明,與目前國內(nèi)