加锚节理力学特性及其边坡稳定性研究

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1、加锚节理力学特性及其边坡稳定性研究重庆大学硕士学位论文(专业学位)学生姓名：柏凯红指导教师：叶晓明副教授学位类别：工程硕士（建筑与土木工程领域）重庆大学土木工程学院二O一五年五月StudyonthemechanicalpropertiesofboltedjointanditsslopestabilityAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByBaikai-hongSupervisor：Prof.Ye

2、XiaoMingSpecialty：ME(ArchitecturalandCivilEngineeringField)CollegeofCivilEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015中文摘要摘要随着基础建设的不断发展，边坡工程日益增多，节理边坡失稳问题凸显出来，锚杆加固技术作为最常用的边坡支护手段广泛应用于工程中。但是由于地质体本身性质的复杂与多样性，导致目前的锚杆支护机理理论还不够完善，对工程的指导作用还存在一定不足，继续开展锚杆加固边坡方面的研究很有必要。本文抓住节理边坡稳定性

3、及强度往往受控于节理弱面的性质这一思想，对节理弱面进行了研究，宏观上分析了其性状对节理边坡破坏类型的影响，细观上分析了节理弱面的力学特性，基于地质体渐进破坏原则建立了平直节理面渐进破坏计算模型，更合理的描述节理的剪切特性；在节理渐进破坏计算模型基础上，考虑锚杆对节理弱面的加固作用，推导了加锚节理面抗剪强度表达式，其反映出锚杆抗剪支护理论适合描述锚杆对节理边坡的支护作用，即可以将锚杆对节理边坡的加固作用等效为节理“粘聚力”的增大；将此结论应用于节理边坡锚固平面滑动稳定性分析中，可得考虑锚杆受拉剪作用的边坡稳定性系数计算公式，可以从稳定性系数上定量反映锚杆加

4、固效应。采用ANSYS对无支护和加锚支护的节理岩质边坡进行数值模拟，通过位移、应力以及稳定性系数的对比，反映了锚杆加固效应，并验证了稳定性计算公式的可行性和适用性；结合工程实例，采用两种考虑方式对锚杆进行设计，通过对比可知当采用全粘结锚杆支护节理边坡时，考虑锚杆轴横向作用的设计不仅更为合理，还可能达到节约钢材的目的。关键词：节理边坡，力学特性，渐进破坏，锚杆加固，稳定性分析I英文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofinfrastructure,jointedslopestabilitybecomesaproblemintheinc

5、reasingslopeengineering.Tosolvethisproblem,anchorreinforcementtechnologyiswidelyusedasthemostcommonmeans.However,becauseofthecomplexityanddiversityofgeologicalbody,thecurrentboltingtheorystillhassomedeficienciesinengineeringpractice.Therefore,itisverysignificanttocontinuestudying

6、thetheoryaboutthereinforcementeffectofbolts.Onthetheorythatjointedslopestabilityandstrengthareusuallydependentonthebehaviorsofjointsurface,thispaperstudiesonthejointsurfacefromthemacroscopicandmicroscopicview.Fromthemacroscopicview,theimpactofitstraitsonjointedslopefailuretypesis

7、analyzed.Fromthemicroscopicview,mechanicalpropertiesoftheweakjointsurfacearestudied.Basedontheprincipleofgeologicalprogressivefailure,acalculationmodelofprogressivefailureforflatjointsurfaceisestablishedtodescribejointshearpropertiesreasonably.Strengthformulaofboltedjointsurfacei

8、salsoproposedbyconsideringanchoredreinfo