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锚固系统应力传递规律及内锚固段设计方法研究

作　者: 冯金健
导　师: 胡毅夫；邓志斌
学　校: 中南大学
专　业: 岩土工程
关键词: 预应力锚索力学传递规律锚固应力外墙剪应力分布岩锚界面粘结强度锚固段长度设计方法
分类号: TU476
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

为探索预应力锚索荷载在坡面和内锚固段的传递规律及其更加符合实际的锚固段长度设计计算方法,本文采用多种手段和方法,对预应力锚索的力学传递过程进行了系统深入的分析和研究。主要研究内容如下:1.基于弹性力学的空间半无限体理论,对单锚、群锚预应力在坡面岩土体中的传递规律进行了研究,分析锚墩尺寸、预应力大小、锚索间距等因素对应力分布形态的影响,并采用FLAC^3D数值分析软件进行验证。2.根据群锚应力分布规律,阐明锚固应力外墙的概念,提出锚固应力外墙有效厚度的计算公式,探讨锚索间距及无应力十字锥区的加固设计方法。3.研究内锚固段界面剪应力分布规律,分析不同荷载、锚固体直径、岩体性质等对应力分布形态的影响;考虑界面破裂后锚索的极限抗拔力。4.对现行岩锚界面粘结强度的确定方法进行比较研究,考虑了孔壁粗糙度及高压注浆对岩锚界面粘结强度的影响,提出相应的修正公式。5.利用理论分析结果对传统的基于锚固段剪应力是均匀分布假设的锚索设计计算方法进行了修正,提出了一种关于锚索锚固段长度设计计算新方法。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章综述  8-20
  1.1 论文研究的背景和意义  8-9
  1.2 国内外应用和研究现状  9-18
    1.2.1 锚索支护方式的发展  9-12
    1.2.2 坡面施力结构  12-13
    1.2.3 内锚固段应力分布规律  13-16
    1.2.4 外锚固段应力分布规律  16-18
  1.3 论文研究的目标、内容  18-19
    1.3.1 论文研究目标  18
    1.3.2 论文研究内容  18-19
  1.4 研究的思路和技术路线  19-20
第2章单锚坡面预应力分布规律研究  20-44
  2.1 弹性力学基础  20-22
    2.1.1 弹性力学的位移通解  20-21
    2.1.2 空间半无限体表面受法向集中力作用的位移及应力解  21-22
  2.2 理论计算  22-33
    2.2.1 应力分析  26-29
    2.2.2 位移分析  29-31
    2.2.3 影响因素分析  31-33
  2.3 数值模拟  33-41
    2.3.1 数值模拟的基本假定  33-35
    2.3.2 模型的建立  35-37
    2.3.3 结果分析  37-41
  2.4 小结  41-44
第3章群锚坡面锚固墙  44-58
  3.1 群锚应力分布规律  44-48
    3.1.1 理论分析  44-47
    3.1.2 数值计算  47-48
  3.2 群锚锚固墙的有效厚度计算  48-53
  3.3 锚索设计间距的计算方法  53-55
  3.4 预应力锚索无应力十字锥区的加固计算  55-56
  3.5 小结  56-58
第4章锚固段应力分布规律研究  58-70
  4.1 锚固段应力分布弹性解  58-60
  4.2 应力分布的影响因素分析  60-65
    4.2.1 不同荷载作用下内锚固段应力分布规律  61-62
    4.2.2 锚注体直径对内锚固段应力分布的影响  62-63
    4.2.3 岩土体性质对内锚固段应力分布的影响  63-65
  4.3 锚索极限抗拔力计算  65-68
    4.3.1 界面破裂后剪应力分布模式  65-66
    4.3.2 锚固段极限抗拔力计算  66-68
  4.4 小结  68-70
第5章岩锚界面粘结强度的确定  70-78
  5.1 粘结强度确定的现行方法  70-72
  5.2 现行粘结强度确定方法存在的问题  72-73
  5.3 孔壁形态对粘结强度的修正  73-76
    5.3.1 孔壁形态的描述  73-74
    5.3.2 孔壁粗糙度修正系数η_(RF)  74-75
    5.3.3 增加孔壁粗糙度的措施  75-76
  5.4 高压注浆增效效应  76-77
  5.5 小结  77-78
第6章内锚固段长度设计计算方法研究  78-86
  6.1 锚固段长度计算的分析准则  78-79
  6.2 锚固段长度计算方法  79-81
  6.3 工程实例  81-84
  6.4 小结  84-86
第7章结论与建议  86-88
  7.1 主要研究结论  86-87
  7.2 对进一步研究的建议  87-88
参考文献  88-94
致谢  94-96
攻读学位期间主要的研究成果  96
  1. 攻读学位期间发表的论文  96
  2、攻读学位期间参加的项目  96

锚固系统应力传递规律及内锚固段设计方法研究

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