基于预应力锚杆锚固段应力计算模型研究

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1、江苏科技大学硕士学位论文预应力锚杆锚固段应力计算模型研究姓名：董涛申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：臧秀平20070110摘要预应力锚杆锚固段应力计算模型研究摘要预应力锚杆在岩土工程加固中可以充分地发挥岩体的自承潜力，改善和提高岩土介质的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的荷载，节约工程投资，具有显著的经济和社会效益。尽管预应力锚固技术在近代岩土工程中得到了广泛地应用，但其理论研究滞后于工程实践，设计计算方法还不成熟，有许多问题需要进一步地研究和探讨。研究锚杆的加固机理并指导锚杆的合理化施工，对提高我国岩土工程的预应力锚固理论及实际应用技术具有十分重要的意义。锚杆锚固段的

2、传力机理是岩土锚固工程设计中的关键问题,正是基于此本文在广泛阅读大量有关锚固方面的参考文献并综合国内外的相关研究现状及成果基础上，对预应力锚杆锚固段应力分布进行了研究。主要内容包括：1、依据岩（土）体—锚固体共同变形原理，借助弹性力学中的Boussinesq问题的位移解，采用理论分析的办法推导出了全长粘结式锚杆锚固段上剪应力和轴向应力分布的弹性解析解；2、依据岩（土）体—锚固体共同变形原理，借助弹性力学中的Lorentz和Mindlin的混合问题的位移解，采用理论分析的办法推导出了内锚固型式锚杆锚固段上剪应力和轴向应力的分布的弹性解析解；3、采用数值模拟的办法分析了压力集中型预

3、应力锚杆锚固段上剪应力和轴向应力的分布情况及影响应力分布的因素，结合大量有限元数据给出了压力集中型预应力锚杆锚固段剪应力分布的计算公式。随着预应力锚杆应用领域的扩大，研究地深入，本文所获得的研究成果将为锚固理论分析、锚固设计和施工提供可靠的理论依据。关键词：预应力锚杆；剪应力；轴向应力；有限元；接触摩擦；曲线拟合IAbstractStudyonStress’sModelaboutAnchorFixedLengthofPrestressed-AnchorABSTRACTPrestressed-anchorhasbeenwidelyusedingeotechnicalenginee

4、ring.Itcanexertthesurroundingrock'selasticmodulus,enhancetherock'sstability,reducethesupportingstructureloads,savetheengineerinvest,andensurethesafetyandstability,anditcanbringmanyeconomicandsocialbenefits.Butthetheoryresearchofprestressed-anchorisbehindtheengineeringpractice,andthemethodsof

5、analysisareimmatureandmanyengineeringproblemshavenotbeensolved.Thereforceingmechanism'sresearchanditsguidancetotheprestressed-anchor'sconstructionareimportanttoimproveourcontury'sprestressed-anchortheoryandengineeringapplication.Themechanismoftheforcetransferinginfixedsegmentofanchorbarispiv

6、otalproblem.Baseduponreadingwidelydomesticandabroadliteratureandachievementaboutprestressed-anchor,thispapersstudydistributionofstressalonganchorfixedlengthofprestressed-anchor.Themajorresearchisshownasfollowing:Baseduponthestructuralcharacteristicandrock-soil-anchoragebodyco-deformationtheo

7、ry,makinguseofBoussinesq'sdisplacementofelasticmechanicstheoreticsolutionstostressdistributionatanchoragezoneofwhollygroutedanchorisgained.Baseduponthestructuralcharacteristicandrock-soil-anchoragebodyco-deformationtheory,makinguseofLorentzandMindl