基坑锚杆支护破裂面模式分析

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1、第22卷第2期岩石力学与工程学报22(2)：337～3402003年2月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringFeb.，2003∗基坑锚杆支护破裂面模式分析崔江余(北方交通大学土建学院隧岩所北京100044)摘要简要分析了目前工程上基坑锚杆设计中的滑裂面模式，并从岩土锚杆实际受力状态出发，根据下滑力与抗滑力平衡，较精确地推导了锚杆稳定分析中破裂面倾角形式。与传统的朗肯土压力理论破裂面形式进行了对比，对基坑计算中锚杆的设计计算具有一定的指导意义。关键词土力学，锚杆，破裂面，稳定分析+分类号TD353.6文献标识码A文章编号1000-691

2、5(2003)02-0337-04MODEANALYSISOFSLIDINGPLANEFORFOUNDATIONPITANCHORCuiJiangyu(InstituteofTunnelandRock，CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，NorthernJiaotongUniversity，Beijing100044China)AbstractTheslidingplanemodeofsoilanchorisbrieflyanalyzed.Onthebasisofbearingcapacitycharacteristicsofthesoi

3、lanchorandequilibriumofslidingandantislidingforces，theinclinationofslidingplaneisderivedpreciselyforthestabilityanalysisoffoundationpitanchor.Finally，comparisonismadeoftheproposedmethodandtranditionalmethodusedtodeterminetheslidingplaneofsoilanchor.Keywordssoilmechanics，anchor，rupturesurface，st

4、abilityanalysis几部有关锚杆设计规程、规范，但从总的来看，锚1前言杆设计计算并非尽善尽美，还有许多值得探讨的问题，这可从几部规范(规程)的规定即可看出，不同岩土锚固技术已广泛地应用于岩土工程，尤其规范对许多问题的规定相差很大。在深基坑工程中。岩土锚固能充分发挥岩土能量，本文主要针对基坑支护中锚杆稳定性计算进行调用和提高岩土的自身强度和自稳能力，大大减少分析，从不同破裂面模式的稳定入手，较精确地推结构物自重，节约工程材料，并且保证施工安全和导了在极限状态下破裂面的破坏形式，其结果对认工程稳定，具有明显的社会效益和经济效益，世界识锚杆的作用机理和受力特点及完善其设计方法具各

5、国都大力开发研制各种岩土锚固技术。有重要的参考价值，对锚杆在实际工程中的应用具岩土工程是一门综合性很强的学科领域，它涉有一定的指导意义。及到工程地质、土力学、基础工程、结构力学、施工技术、土与结构相互作用等多学科问题，常常是2不同滑裂面模式比较理论发展落后于工程实践，有着“先实践后理论”和“地区性”特点。锚杆的设计理论与工程应用相根据对大量的文献进行分析，我国目前在工程比，也是理论落后于实践，设计计算方法有许多值上对不同规程或方法的滑裂面假定如图1，图1中ϕ得商讨和进一步完善之处。尽管目前已颁布执行了为土内摩擦角，β为坡角，图1为文[1～4]分别假2001年3月21日收到初稿，200

6、1年6月27日收到修改稿。﹡中国博士后基金资助[2000，31号]，北方交通大学攀登计划项目(PD-086)。作者崔江余简介：男，39岁，博士，现任副教授，主要从事岩土工程、结构抗震及软弱地基处理等方面的教学和科研工作。•338•岩石力学与工程学报2003年图1工程上假定的滑裂面模式Fig.1Hypotheticalslidingplanemodesinengineering定的滑裂面破坏模式。4种滑裂面的假定不同，将当土体达到极限平衡状态时，应满足Fs=FR，导致最终结果有很大差异，同一工程按上述4种滑由式(1)～(3)经整理得2裂面进行设计，锚杆长度可相差数米。γHSx(cotθ

7、−cotβ)T=(4)2cosα[cot(θ−ϕ)−tanα][5～8]3锚杆设计滑裂面的确定式中：T为锚杆提供的总拉力(kN)，W为滑楔体重力(kN)，θ为滑裂面倾角(°)，β为基坑坡角(°)，α锚杆设计的主要目的之一是维持基坑开挖时边为锚杆与水平面夹角(°)，ϕ为土内摩擦角(°)，γ为3坡稳定，保证不塌方、不滑坡。要达到上述要求，土的重度(kN/m)，H为土坡高度(或基坑深度)(m)，在锚杆的直径、间距、材料等按一般构造要求确定Sx为锚杆水平间距(m)