锚土界面性能测试方法与锚杆非线性受力变形特性分析

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1、学校代号10532学号B1001S0006分类号TU473密级公开博士学位论文锚土界面性能测试方法与锚杆非线性受力变形特性分析学位申请人姓名梁冠亭培养单位土木工程学院导师姓名及职称陈昌富教授学科专业岩土工程研究方向边坡工程与支挡结构论文提交日期2015年09月20日学校代号：10532学号：B1001S0006密级：公开湖南大学博士学位论文锚土界面性能测试方法与锚杆非线性受力变形特性分析国家自然科学基金项目（50878082）资助学位申请人姓名：梁冠亭导师姓名及职称：陈昌富教授培养单位：土木工程学院专业名称岩土工

2、程论文提交日期：2015年09月20日论文答辩日期：2015年09月23日答辩委员会主席：赵明华教授Testapproachforanchor-soilinterfaceandnonlinearloading-deformationanalysisofanchorbyLIANGGuantingB.E.(HunanUniversity)2008AdissertationsubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngine

3、eringinGeotechnicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorsProfessorCHENChangfuSeptember，2015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。除了文中特别加示注引用的内容外，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。对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的

4、法律后果由本人承担。作者签名：曰期：月曰＞／开１／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口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。本人授权湖南大学可Ｗ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Ｗ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□，在年解密后适用本授权书。２、不保密ａ。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）作者签名這丢曰期：年１月；

5、〇曰／导师签名日期：ｆ年月日＾锚土界面性能测试方法与锚杆非线性受力变形特性分析摘要随着国家大规模基础设施建设的持续和中国建筑行业走向国际市场的需要，锚固工程的发展日新月异，而锚杆的受力变形特性研究必将贯彻始终。然而，现阶段锚杆的理论研究还未达到完善的地步，相应的计算分析方法与实际情况并不十分一致，给工程相关的设计和施工带来了一定困难。因此，本文在国家自然科学基金《残坡积土边坡锚固系统水稳性与时变可靠性分析》（50878082）的支持下，对锚土界面性能测试方法与锚杆非线性受力变形特性展开了比较系统、深入的研究

6、工作，以期为相关理论分析与工程建设提供一定指导和帮助。首先，考虑到目前仍缺乏专门的锚土界面性能测试装置与方法，基于微元法的受力分析理念，自行研发并制作了一整套包括击实、制样和拉拔等过程在内的锚土界面剪切测试装置，使用该装置进行了4批次的试验，证实了该装置对锚土界面性能测试的可行性和可靠性，得到了界面峰值剪切强度与界面剪切速率和界面峰值剪切强度与锚固体养护龄期之间的关系，并基于试验结果拟合出吻合度良好的3种不同表达形式的锚土界面τ-s全过程本构关系模型。其次，考虑不同含水量和不同浸泡时间两种水作用形式的影响，开展了坡

7、积土的三轴压缩试验，运用Kriging预测模型对三轴试验的应力-应变曲线进行了插值预测，进而实施了不同含水量下的锚土界面剪切试验，回归分析了界面峰值剪切强度与含水量之间的关系，进而又基于均匀试验设计原理，将土体的含水量和干密度作为两个考虑因素，测定了其对界面峰值剪切强度的影响大小，分别基于Kriging预测方法和回归分析方法建立了界面峰值剪切强度与土体含水量和干密度之间的关系。再次，开展了锚杆室内大比例模型试验，通过对3根模型锚杆进行不同加载方式和不同约束条件下的拉拔，得到了对应情况下的荷载-位移曲线，详细讨论分析

8、3根锚杆荷载-位移曲线的异同，并对不同加载方式和不同约束条件下锚杆的轴力和剪应力沿锚杆长度方向的分布规律进行了深入的分析研究，在工程应用中应加强对等速拉拔的锚杆其拉拔荷载出现下降现象的关注。然后，结合简单非线性界面模型和考虑残余强度非线性界面模型，基于荷载传递法并引入幂级数求解方法，推导了锚杆沿全长的位移、轴力和剪应力分布规律的半解析解，通过实例验证了理论推