锚杆锚固段剪应力非线性特征及应用研究

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1、StudyonAnchoringSectionShearStressNonlinearCharacteristicsandApplicationbyQIUWanjunAthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCollegeofCivilEngineeringandMechanicsinCentralSouthUniversityofForestryandTechnology498ShaoshanSouthRoad，T

2、ianxinDistrictChangshaHunan410004，P．R．CHINASupervisorProfessorWENChangpingMay,2014中南林业科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品，也不包含为获得中南林业科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：弼谢

3、包妒一I、}叫哗年岁月刚日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权中南林业科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：1、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密曲。(请您在以上相应方框打“√")作者签名撕料导师签名：／多彳谚／净沙】怡勇地锣l中年r月习日摘要锚杆支护具有施工方便，工程成本低，工期较短等优势，与其他支护方式相比，预应

4、力锚杆更具有主动支护的优越性，锚杆支护正广泛应用于我国工程建设的诸多领域，逐渐成为岩土工程领域中最重要的支护手段之一。锚杆主要由两段组成，即自由段和锚固段，而自由段的受力情况较简单，只受到轴力作用。了解锚杆锚固段的受力情况，为锚杆的正确使用和扩大锚杆的应用范围，有着重大意义。但目前锚杆支护的设计方法仍处于经验阶段，尽管现场的监控技术和其他新技术的引进有助于人们对锚固情况做进一步判断，但只能作为锚杆设计的参考依据。本文研究了锚固段的锚固体剪应力非线性分布特征，提出了基于锚固段的锚固体剪应力非线性分布的设计方法，本文主要从以下几个方面展开。(1)基于剪滞

5、一脱粘模型并结合荷载传递法，研究了锚杆锚固体与土体问的剪应力沿锚固段长度的分布特性。首先推导了锚杆轴力分布函数，通过一次求导得到了锚固体剪应力沿锚固体的分布函数，从函数的形式可知，剪应力分布是非线性的。(2)在此基础上，推导了不同阶段(弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、塑性残余阶段)锚杆轴力和锚固体剪应力分布函数。在实例分析中，采用Mindlin模型和双曲函数模型进行对比分析。(3)基于Flac3D，首先对土质边坡锚杆锚固段的轴力分布进行了数值模拟，然后将轴力模拟结果转化为锚固体剪应力，以验证本文方法。(4)基于剪滞一脱粘模型下锚固体剪应力非线性分布特

6、征，提出了锚杆锚固段长度计算的方法；与现有规范中计算锚杆锚固段长度时，将锚固体的剪应力视为线性分布的方法进行了对比分析，最后通过数值模拟的方法对本文所采用的方法，用于边坡加固时的安全性进行了验证。(5)将本文方法应用于工程实例中，对怀化财富中心广场边坡进行支护设计，并详细介绍了锚杆锚固段长度的计算及各设计参数的使用。关键词：锚杆；剪应力；非线性特征；锚固段长度ABSTRACTCompared埘t11othersupportpaRem，anchorsupporthastheadvantagesofeasyconstruction，lowconstruc

7、tioncost，shortconstructionperiodandotheradvantages．Moreover,pre—stressedanchorhastheadvantageofactivesupport．Becauseofitsadvantages，theanchorsupportsarewidelyusedinmanyfieldsofengineeringconstructionandaregraduallybecomingthemostimportantmeansofsupportintheareasofgeotechnicalen

8、gineeringinourcountry．Mainly,Anchoriscomposedoftwosegm