壓力分散型錨索加固邊坡效應(yīng)研究.pdf

1、論文依托國(guó)家自然科學(xué)基金(50874085)“邊坡加固的壓力分散型錨索的加固機(jī)理與設(shè)計(jì)方法”和廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目(63123)，以廣賀高速公路建設(shè)工程為工程背景，通過(guò)室內(nèi)模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法系統(tǒng)研究了壓力(分散)型錨索加固邊坡的錨固效應(yīng)。
　　 (1)簡(jiǎn)要介紹了相似原理、有限元強(qiáng)度折減法、極限平衡條分法以及離心機(jī)試驗(yàn)原理等相關(guān)基礎(chǔ)理論。
　　 (2)在相關(guān)文獻(xiàn)查閱基礎(chǔ)上，受離心機(jī)模型試驗(yàn)原理和有限元強(qiáng)度折減法的啟示，結(jié)

2、合前期試驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，提出了模型試驗(yàn)思路。針對(duì)巖土工程多功能試驗(yàn)裝置進(jìn)行復(fù)雜邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)模型試驗(yàn)，創(chuàng)造性地提出了邊坡內(nèi)采用埋置鋼管+配重的試驗(yàn)方案。針對(duì)提出的方案，應(yīng)用FLAC軟件分析研究了無(wú)鋼管、邊坡內(nèi)部加設(shè)鋼管且鋼管與巖體邊坡介質(zhì)間粘聚力較小和粘聚力較大三種情況下鋼管對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響的變化規(guī)律。通過(guò)對(duì)計(jì)算結(jié)果的應(yīng)力、位移以及邊坡安全系數(shù)、剪切應(yīng)變?cè)隽考八苄云茐膮^(qū)云圖的對(duì)比分析，得出加鋼管的方法會(huì)對(duì)邊坡體的穩(wěn)定性造成一定程度的影響，但是

3、當(dāng)鋼管與介質(zhì)材料之間界面c、φ足夠小時(shí)，這種影響作用可以忽略不計(jì)。驗(yàn)證了提出試驗(yàn)方案的可行性和合理性，并建議在室內(nèi)模型中對(duì)鋼管進(jìn)行相應(yīng)處理。
　　 (3)采用室內(nèi)模型試驗(yàn)方法研究了壓力(分散)型錨索的加固效應(yīng)。以廣賀高速公路第6標(biāo)段K24+583～K24+810右側(cè)的路塹高邊坡為試驗(yàn)原型，設(shè)計(jì)制作了模型。試驗(yàn)中采用對(duì)Ⅰ＃模型(無(wú)錨邊坡)、Ⅱ＃模型(錨固邊坡)增加配重的方式使其發(fā)生破壞，通過(guò)分析邊坡的變形情況、錨索預(yù)應(yīng)力的變化規(guī)律

4、以及錨索軸力的分布情況，研究了邊坡的位移形態(tài)、壓力(分散)型錨索的錨固效應(yīng)，以及壓力(分散)型錨索力的傳遞機(jī)理，并且基于相似原理、強(qiáng)度折減法以及極限平衡條分法推導(dǎo)了求解邊坡的安全系數(shù)方法。在傳統(tǒng)理論基礎(chǔ)上提出一種計(jì)算安全系數(shù)的新方法，計(jì)算求得原型無(wú)錨邊坡和群錨加固后邊坡的安全系數(shù)，分別為1.073和1.444，滿足邊坡穩(wěn)定性設(shè)計(jì)要求。
　　 (4)針對(duì)模型試驗(yàn)的模型，采用FLAC3D對(duì)試驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。對(duì)無(wú)錨邊坡和加固后

5、邊坡的穩(wěn)定性以及壓力(分散)型錨索的錨固效應(yīng)進(jìn)行了分析研究，研究結(jié)果顯示：增加自重邊坡發(fā)生了滑移，加固后邊坡的安全系數(shù)大大提高，由無(wú)錨邊坡的1.07提高到了錨固后的1.47，數(shù)值計(jì)算結(jié)果基本與模型試驗(yàn)相符合，更全面清晰的了解了錨索的加固效果，也進(jìn)一步驗(yàn)證了試驗(yàn)方案的可行性。
　　 (5)在模型試驗(yàn)中通過(guò)旋轉(zhuǎn)邊坡降低了邊坡的穩(wěn)定性，加載使其失穩(wěn)破壞，通過(guò)數(shù)值模擬，研究了邊坡旋轉(zhuǎn)和加載過(guò)程對(duì)邊坡滑移面以及安全系數(shù)的影響。