锚杆与土体相互作用的数值仿真计算.pdf

《锚杆与土体相互作用的数值仿真计算.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、ISSN1005—2763矿业研究与开发第33卷第4期2013年8月CN43—1215／TDMININGR&D，Vo1．33，No．4Aug．2013锚杆与土体相互作用的数值仿真计算余巍伟，施冬秀，赖震宇(南昌大学科学技术学院，江西南昌330029)摘要：采取Lagrange差分法．用双弹簧单元模拟锚杆单元．forceofboltpresentednonlinearreducing．对锚杆拉拔工况下的应力变形特征进行数值仿真计算。在KeyWords：Anchorrod，Anchoringforce，Doublespringunit，锚头处锚杆轴力最大，沿着

2、锚杆体呈现出逐渐减小的趋势。Numericalsimulation由于锚杆的拉拔，在其与土体之间产生相对位移．引起界面上产生相互摩擦力。由于锚杆与岩土体的相互作用，在锚头0引言和锚尾部周边土体形成应力集中区域。随着拉拔位移的增锚杆目前已经广泛应用于岩土工程支护结构大。锚杆的锚固力也不断增大。土体周围的压力越大，相同中[】4。，锚固力作为锚杆支护设计的重要参数。可通锚头位移所需的拉拔荷载越大。随着锚杆长度的增大。锚固系统能够发挥的极限锚固力也增大，二者呈线性关系。沿着过拉拔试验得到。一些学者通过拉拔试验对锚杆的杆体长度方向．锚杆的锚固力呈现非线性减小锚固力分

3、布进行了研究_8_．得到了一些有意义的结关键词：锚杆；锚固力；双弹簧单元；数值仿真果。近年来，计算机技术的快速发展，推动了数值仿中图分类号：TD350．1文献标识码：A真计算方法[9_l6]在岩土工程中的广泛应用。该方法文章编号：1005—2763(2013)04—0100—05能够模拟锚杆在不同工况下的响应，这一特点使其具有节省工程造价和节约时间的显著优势。然而，NumericalSimulafion0ftheInteraction目前数值仿真方法在锚杆力学性质研究方面的应用betweenAnchorandSoilYUWeiwei，SHIDongxiu，

4、LAIZhenyu较少_7l"]。贺若兰_6I"对锚杆拉拔全过程进行了(Science＆TechnologyCollegeofNanchangUniversity，数值仿真分析，分析过程中，展现了在施工全过程中Nanchang，Jiangxi330029，China)锚杆与岩土体之间的相互耦合作用机理：苏霞_7采Abstract：WithLagrangefinitediferencemethodandbyusing用RFPA系统。即“岩石破裂过程分析系统”，利用doublespringunittosimulateanchorelement，thenumer

5、ical正交试验法开展了数项数值试验。同时分析研究了simulationcalculationwasdoneforthestressdeformationchar．锚杆拉拔力的6个影响因素。本文基于已有的研究acteristicsofanchorinpull—outworkingstate．Theanalysis结果．针对锚杆拉拔工况下的应力变形特征，采取showedthat，attheanchorheadboltaxialforcewasthelargestLagrange差分法。进行数值仿真计算。以期获得相关andpresentedagradually

6、decreasingtrend．Duetodrawing，therelativedisplacementoccurredintheinterfaceofboltandsoil，有意义的结论，为工程实践提供参考。whichcausedamutualfrictionattheinterface．Becauseofthein．1锚杆力学性能数值计算teractionofanchorwithgeotechnicalmaterial，stressconcen~a—tionareasoccuredinthesoilaroundtheanchorheadandan在锚杆

7、与浆体以及浆体与岩土体之间设置接触chortail．Withthedrawingdisplacementincreasing，boltancho~面．将锚杆的受力分为各个界面之间的相互挤压作ageforcealsograduallyincreased．Thehigherthepressureofin用及相对滑移作用．这两种作用可通过设置弹簧单surroundingsoilwas，thegreaterthedrawingloadWasforthe元来进行模拟。灌浆环本身存在的剪切特性，在锚samedisplacementofbolthead．Withthei

8、ncreaseofanchor杆一浆体界面和浆体一土体界面产生相对