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1、数值模拟法确定锚固段长度摘要:为了准确地确定锚固段长度,满足锚索工程的设计与施工。运用数值模拟方法来计算锚固段剪应力和轴力的分布规律,从而进一步确定锚固段长度。模拟结果显示:锚固段剪应力分布曲线基本呈指数函数形式分布;而锚固段轴力在始端较大,并向末端迅速衰减。对于小湾电站片麻岩质边坡预应力锚索(1000～2000kN)来说,其锚固段长度初步确定为:2.5～4.5m。 关键词:预应力锚索;剪应力;轴力;数值模拟;锚固段长度 :TD352.5:A :16721098(2010)03003204
2、 基金项目:安徽理工大学博士科研启动基金资助项目(11050) 简介:张德圣(1974-),男,安徽肥西人,讲师,博士,主要从事岩土锚固与注浆等方面的研究。 AnchoringDepthDeterminationbyNumericalSimulation ZHANGDe-sheng1,JIANGYu-song1,LINGe2,LINBin1 (1.SchoolofArchitectureandCivilEngineering,AnhuiUniversityofScie
3、nceandTechnology,HuainanAnhui232001,China;2.GuangzhouInstituteofGeochemistry,ChineseAcademyofSciences,GuangzhouGuangdong510640,China) Abstract:Inordertoaccuratelydetermineanchoringdepth,meetingtheneedsofanchoragecableconstructionanddesign,researchesond
4、istributionofshearingstrengthandaxialforcealonganchoragesectionbynumericalsimulationedtodetermineanchoringdepth.Thesimulationresultsindicatedthatshearingstrengthcurveofanchoringsectionbasicallypresentsexponentialfunctiondistribution,andtheaxialforcevalueo
5、fanchoringsectionisbiggestatoriginofcable,andtheforcerapidlyreducesalonganchoringsectiontotheendofcable.Foranchoragecableinedpreliminarilyas2.5～4.5m. Keyericalsimulation;anchoringdepth 锚索工程设计中,锚固段长度设计是主要问题之一,锚固段中的剪应力是控制锚固段长度的最主要因素。然而,目前仍然以这种剪应力在锚固段
6、中平均分布来设计锚固段长度,该计算方法显然不够合理。为此,很多学者对内锚固段剪应力和轴力分布进行了研究。有人认为锚固段剪应力分布为三参数高斯曲线模式[1];而多数学者们认为锚索锚固段剪应力分布的一般规律为指数函数曲线分布[2-5]。当今,学者们对于内锚段剪应力分布型式的研究主要集中于试验研究和数值理论计算分析,运用数值模拟软件来模拟分析的较少。 本文以前人的研究为基础,结合小湾边坡预应力锚索的设计与施工,利用FLAC3D岩土工程软件模拟计算,对锚固段剪应力和轴力分布情况进行分析,并与现场试验(测试)结
7、果进行比较,最后确定锚固段长度。 1确定锚固段长度常规方法 目前,确定预应力锚索内锚固段长度大致有四种方法[6]:理论计算法、规范推荐法、工程类比法和现场试验法。理论计算法是根据内锚段接触面的剪切应力求锚固段的长度;规范推荐法是按照平均应力方法来确定内锚段长度的;工程类比法确定锚固段长度通常是参考其他相关锚索工程来确定内锚段长;而现场试验法则是通过在施工现场进行拉拔试验对内锚段长度进行确定的方法。虽然,规范推荐法确定锚固段长度有诸多不合理之处;然而,目前仍以此法来进行锚索工程的设计和施工。 锚
8、固段长度设计过长,不仅浪费材料和增加成本投资,也给工程施工带来不少的麻烦;而长度过短又不能满足施工要求,达不到锚固的效果。所以,合理地设计锚固段长度至关重要。本文采用一种新的计算方法来确定锚固段长度,即数值模拟实验方法。 2FLAC3D数值模拟实验 2.1FLAC3D模拟软件简介 FLAC是快速拉格朗日差分分析的简写,它是由美国Itasca公司开发的显式有限差分程序,20世纪90年代初引入中国。FLAC是力学计算的
