錨桿—錨固劑—巖體界面力學特性實驗研究及其有限元分析.pdf

1、本論文提出了一種新型材料錨桿技術,即“用玻璃鋼復合材料制作的錨桿代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋼錨桿”,為了更好的解決巖土工程中的安全問題,本文通過實驗的方法和有限元數(shù)值模擬的方法對錨桿最大承載力和界面上的剪應力進行了分析,通過改進的拉拔實驗方案進行實驗研究,同時提出了一種錨桿-錨固劑-巖體之間界面力學特性的數(shù)值模擬方法,利用有限元軟件ANSYS分別對錨桿界面上應力分布特征和錨桿在長期載荷作用下進行的蠕變松弛現(xiàn)象做了數(shù)值模擬與理論分析,通過改變玻璃鋼錨桿的

2、蠕變系數(shù)和錨桿直徑來觀察對錨桿蠕變松弛的影響,最后得到優(yōu)化設計的目的。 論文研究結果表明： (1) 通過對錨桿進行的拉拔試驗得到錨桿最大承載力,然后由實驗所得結果數(shù)據(jù)利用理論計算得到錨桿界面上平均剪應力,峰值剪應力的計算是通過徐景茂在《錨索內錨固段注漿體與孔壁之間峰值抗剪強度試驗研究》中提出的剪應力分布為近似高斯型正態(tài)曲線的方法,最后把實驗得到的數(shù)據(jù)代入公式得到最大剪應力。把實驗結果、理論計算結果與數(shù)值模擬結果進行對比,

3、進一步驗證了數(shù)值模擬的正確性。 (2) 對錨桿-錨固劑-巖體之間的界面力學特性的數(shù)值模擬得出錨桿界面上的應力分布規(guī)律及其最大承載力。通過以上得到的結果可以為巖土工程中的安全問題提供可靠的設計方案。 (3) 影響錨桿蠕變松弛的因素有多種,本文主要通過改變玻璃鋼錨桿的蠕變系數(shù)和錨桿的形狀尺寸來對錨桿的蠕變與應力松弛進行了數(shù)值模擬,分析錨桿上軸向應力隨時間變化的情況,通過模擬分析得到不同因素對錨桿軸向應力和時間關系的影響,這樣