砂土串囊式充气锚杆受力机理及群锚效应试验研究

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1、密级：公开中图分类号：TU472硕士学位论文砂土串囊式充气锚杆受力机理及群锚效应试验研究研究生：衣利伟导师：陈秋南教授学科：土木工程研究方向：岩土工程2018年5月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterExperimentalstudyonbearingmechanismandgroupanchoreffectofinflatableanchorwithseveralairbagsinsandstratumCandidate：YiLi-weiSupervisorandR

2、ank：Prof.ChenQiu-nan砂土串囊式充气锚杆受力机理及群锚效应试验研究学位类型学术型学位作者姓名衣利伟作者学号15010202014学科（专业学位类别)土木工程研究方向（专业领域)岩土工程导师姓名及职称陈秋南教授实践导师姓名及职称陈秋南教授所在学院土木工程学院论文提交日期2018年5月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

3、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：日期：年月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和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南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。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要串囊式充气锚杆作为一种新型锚杆，其是在单

4、囊式充气锚杆的基础上进行的改进与创新。对于正处在极速发展的沿海地区，因该区域广泛的分布着大面积的软弱地基区，所以对于在该地区的工程建设以及海洋资源的利用过程中，这种新型的串囊式充气锚杆跟单囊充气锚杆都有其特殊的优势，如快速对软弱地基区域进行加固、以及迅速提供较大的抗拔锚固力，又可回收利用等。目前，国内外学者对串囊式充气锚杆的应用与研究还比较少，其承载特性及锚固机理尚不明确。因此，要将这种新型串囊式充气锚杆应用于实际工程中，还有很多研究工作需要开展。本文通过采取室内模型试验，开展单根、多根不同布置形式的串

5、囊式充气锚杆在砂土地层中的抗拔试验，研究其在不同工况下的抗拔承载力及位移的变化规律，并与单囊式充气锚杆的实验结果进行对比，同时对砂土串囊式充气锚杆的群锚效应进行了试验研究，主要研究内容与成果如下：（1）通过对原设计的单囊式充气锚杆的分析与研究，研制出一种新型的串囊式充气锚杆和用于单锚、群锚抗拔试验的整套模型试验装置，同时还对所选取的砂土土样开展了相关试验，获得了砂土的基本物理力学参数指标。（2）进行不同充气压力、气囊间距、单囊长度以及不同埋深条件下的单根串囊式充气锚杆的抗拔试验，得到充气压力是影响其极限

6、抗拔承载力最明显的因素；气囊间距对其承载力与位移的影响存在某一限值；综合分析气囊长度对其承载力与位移的影响后，得出串囊式充气锚杆的气囊长度应该有一个合理的范围；随着埋置深度的增加，对串囊式充气锚杆和普通锚杆承载力的提升都比较大，但对串囊式充气锚杆承载力的提升更明显；通过最小二乘法原理对获得的试验数据进行拟合，发现其Q-S曲线符合指数函数分布规律。（3）开展串囊式充气锚杆的双锚抗拔试验，随着锚杆之间距离的增大其平均极限承载力先增大然后减小，伴随产生的群锚效应也是先明显而后减弱消失，同时确定了在最优间距Ru

7、=35cm以及单个气囊长度为120mm的条件下，对串囊式充气锚杆进行了三锚及四锚的抗拔试验，得到四锚（矩形）布置形式是最优的布置形式。（4）对串囊式充气锚杆的受力机理和承载力进行了理论分析，其承载力主要由两部分组成：端阻力与侧摩阻力；在基于圆孔扩张理论以及对串囊式充气锚杆的端阻力和侧摩阻力分析的基础上，得到了其承载力的计算公式，同时引入了与端阻力和侧摩阻力有关的两个修正参数，对计算公式进行了修正；并分析总结了串囊式充气锚杆的破坏模式。关键词：串囊式充气锚杆；砂土地基；模型试验；群锚效应；承载力分析-i-

8、AbstractTheinflatableanchorofseveralairbagsasanewtypeofanchor,whichisimprovementandinnovationonthebasisofsingleballooninflatableanchor.Alargeareaofsoftgroundiswidelydistributedinthecoastalareaswhicharedevelopingathighspeed