锚杆与膨胀土相互作用机理及试验研究

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1、学校代号：10532学密号：S11011204级：公开湖南大学硕士学位论文锚杆与膨胀土相互作用机理及试验研究Mechanismandexperimentresearchontheinteractionofanchorandexl9ansIVeso¨●●●byZHENGXinxiuB．E。(HunanUniVersity)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringGeotechnicalEngineeringintheGraduat

2、eSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCHENChangfuMay，2014湖南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已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：却狮稻日期：沙晔年莎月tq-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

3、送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南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、不保密回。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：粹捐花日期：沙烨年b月tq-日日期：驯噼易月，，归锚杆与膨胀土相互作用机理及试验研究摘要岩土锚固技术应用广泛，膨胀土地区锚杆的荷载传递特性因土体的膨胀作用而变得复杂。本文通过试验研究膨胀土的膨胀变形特性、锚杆一膨胀土界面变形特性及膨胀完成后锚杆的受力特性，提出了考虑膨胀和拉拔荷载共同

4、作用的锚杆荷载传递规律理论计算方法。本文主要研究内容如下：(1)采用正交试验设计安排试验方案，通过室内土工试验研究膨胀率的影响因素、膨胀变形特征及膨胀力的影响因素，得到了膨胀率随初始干密度、初始含水率和上覆荷载的变化规律，膨胀力随初始干密度、初始含水率和允许位移量的变化规律，以及膨胀变形时程曲线。提出了无荷膨胀率与初始干密度、初始含水率的经验公式、有荷膨胀率与初始干密度、初始含水率及上覆荷载的经验公式，以及膨胀力与初始干密度、初始含水率和允许位移量的经验公式。(2)利用课题组自主研制的锚杆．岩土界面摩阻性能测试仪，通过锚杆一膨胀土界面模型试验，研究了锚杆一膨胀土界面变

5、形特性，得到了界面剪切应力一位移的关系曲线和峰值强度与饱和度的关系曲线，提出了锚杆一膨胀土界面三折线软化本构模型。(3)设计并制作了锚杆一膨胀土浸水拉拔模型装置，研究了膨胀土浸水后膨胀变形特性和锚杆受力特性，得到了膨胀量与深度的关系曲线、不同深度土体膨胀时程曲线及膨胀完成后锚杆P．S曲线，提出了描述膨胀变形过程的拟合公式和膨胀量的计算公式。(4)基于荷载传递法建立膨胀和拉拔荷载共同作用的锚杆荷载传递模型，推导出锚杆荷载传递微分控制方程，得到了弹性阶段锚杆位移、轴力和剪力的解析解和弹塑性阶段锚杆位移、轴力和剪力的数值解，模型试验结果验证了理论计算方法的可行性。同时，通过

6、影响参数分析，探讨了土表膨胀量、膨胀影响深度、锚固体直径及锚固体弹性模量对锚杆受力特性的影响。关键词：膨胀土；锚杆；界面；膨胀；模型试验；荷载传递II硕士学位论文AbstractTherock—soilanchoringtechniqueiswidelyusedandtheloadtransfermechanismofanchorinexpansivesoilbecomescomplicatedduetotheswellingcharacteristicsofexpansivesoil．Theswelling-characteristicofexpansivesoil

7、，thedeformationpropertiesofanchorrod—expansivesoilinterfaceandthemechanicalcharacteristicsofanchoraftercompletionofexpansionwereresearchedbasedontests．Atheoreticalcalculationmethodfortheloadtranslfermechanismofanchorconsideringexpansionandtensionactionhasbeendeveloped．Thisthesi