浅谈预应力锚索数值模拟方法及动力承载特性研究

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1、摘要预应力锚索数值模拟方法及动力承载特性研究学科名称：岩土工程答辩日期：2006.03指导教师：李宁教授签名：研究生：于冲签名：摘要预应力锚索支护能充分发挥岩体的自承能力，调节和提高岩体的自身强度和自稳能力，且能为节理岩体边坡、岩体断层、软弱带等提供一种强有力的主动支护手段，这是传统的非预应力支护措施所无法达到的。围绕岩质高边坡加固支护技术中的预应力锚固问题，紧密结合工程设计需要，本文通过数值仿真试验，基于大型分析系统FINAL，以在建的锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡为实例，提出了一种考虑预应力锚索施工过程的新的锚索模拟方法，对拱肩槽边坡

2、的稳定性和预应力锚索加固措施优化进行了系统的数值仿真分析研究，对比了不同模拟方法之间的差别。并对对高边坡分层开挖中，爆破应力波作用下边坡预应力锚索动力承载特性进行了数值试验研究，主要研究成果为：1、提出了一种考虑锚索施工过程的新的预应力锚索模拟方法，对在建的锦屏一级水电站左岸拱肩槽边坡的稳定性和预应力锚索加固措施优化进行了系统的数值仿真研究，同时探讨了预应力群锚的加固机理，为锦屏高边坡的加固支护设计提供了依据。2、从量化角度揭示了爆破应力波作用下边坡预应力群锚的动力承载特性，得到了影响预应力锚索瞬态张拉力增量相对量大小的主要因素依次为距

3、离、岩体阻尼、最大单响爆破药量、预应力吨位，为高边坡的爆破开挖与预应力锚索施工提供了参考。关键词：预应力锚索数值模拟方法动力承载特性加固措施优化群锚加固机理iAbstractRESEARCHONTHENUMERICALSIMULATIONMETHODANDDYNAMICBEARINGCAPACITYOFPRESTRESSEDANCHORAGEDiscipline:GeotechnicalEngineeringAdviser:Prof.LiNingSignature:Mastercandidate:YuChongSignature:Abs

4、tractPrestressedrockanchorshavebeenusedextensivelyinawiderangeofgeotechnicalapplicationsastemporaryorpermanentgroundsupports.Aimedattherequirementofhighrockslopeengineeringdesignanddynamicloadingconditions,numericalsimulationmethodsandthedynamicbearingcapacityofprestress

5、edrockanchorsareinvestigatedsystematicallybynumericaltests.Anewmethodforsimulatingprestressedanchorageisproposed,andstabilityanalysisofJinPingleftabutmentslopeandtheoptimizationofprestressedanchoragesystemareconductedbymeansofsoftwareFINAL.Thedynamicbearingcapacityunderb

6、lastingloadisalsostudied.Themajorresultsinthispapercanbesummedupinfollowing:1、Withaspecialcontactinterfaceelementtosimulatetheslipsurfaceandaproposedboltelementtosimulateprestressedanchorage,stabilityanalysisforaninstabilityblocklocatedinJinPingleftabutmentslopeiscarried

7、out.Theinfluenceofthediscontinuitystructuresonthestabilityofthehighrockslopeandthestiffnessandprestresscontributionsoftheprestressedcablestothestressanddisplacementfieldsoftheslopearefullyconsidered.Theresultsofthenumericalanalysisindicatethatprestressedanchoragecablesob

8、viouslyimprovethestabilityoftheslopeespeciallysubjectedtoseismicloadsandtheanchorgroupeffectisalsodiscu