节理剪切过程中锚杆的变形分析

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1、第23卷第19期岩石力学与工程学报23(19)：3268～32732004年10月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringOct.，2004*节理剪切过程中锚杆的变形分析1，231杨松林徐卫亚黄启平123(湖南五凌水电开发有限责任公司长沙410007)(清华大学岩土工程研究所北京100084)(河海大学岩土工程研究所南京210024)摘要当锚杆与砂浆的粘结未破坏时，以指数曲线来描述锚杆的侧剪应力分布；而对于锚杆与砂浆的粘结遭到破坏的区段，采用抛物线来拟

2、合。给出了粘结破坏和未破坏两种情况下锚杆的轴应力-轴位移关系，提出利用锚杆拉拔实验数据来反演确定计算中所用到的参数，并在缺少实验数据的情况下，给出了一些参数的估计方法。根据岩石是否遭到挤压破坏，分别给出了锚杆的横向剪应力与横向位移的关系式，分析了剪切过程中锚杆加固节理的剪应力-剪位移关系，讨论了对锚固节理剪切变形刚度有重要影响的一些参数。分析表明，高的岩石单轴抗压强度、较大的锚固面积比有助于提高锚固节理的剪切刚度。分析还表明，倾斜锚杆加固的节理比垂直锚杆的剪切刚度更大，倾斜锚杆以较小的剪切位移调动

3、了更大的剪切阻力；倾斜锚杆加固的节理抗剪强度比垂直锚杆大，提高锚固面积比能显著提高节理抗剪强度。关键词岩石力学，节理，锚杆，应力，位移，抗剪强度分类号TU45文献标识码A文章编号1000-6915(2004)19-3268-06ANALYSISONTHEBOLTDEFORMATIONASRESULTOFJOINTSHEARDISPLACEMENT1，231YangSonglin，XuWeiya，HuangQipin1(HunanWulinHydropowerDevelopmentCorporati

4、onLimited，Changsha410007China)2(InstituteofGeotechnicalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084China)3(GeotechnicalInstituteofHohaiUniversity，Nanjing210024China)AbstractWhenthebondbetweenboltandgroutisintacttheshearstressdistributionoftheboltsidei

5、sdescribedbyexponentcurve.Whenthebondisdestroyedtheshearstressdistributionontheboltsidecanbeexpressedbyparaboliccurve.Therelationshipsbetweenaxialstressandaxialdisplacementwithorwithoutbondfailurearepresented.Someparameterscanbeback-analyzedfromexperi

6、mentaldataofaxialtensilestressofbolt.Someparameterscanbeestimatedbyempiricalequations.Therelationshipsbetweentransversedisplacementandshearstressofboltarealsogivenforthecaseswithorwithoutcompressivefailureofrock.Basedonthederivedanalyticalequationsthe

7、relationshipsbetweenshearstressandsheardisplacementofboltedjointarealsopresentedandsomeparameterswithsignificantinfluenceonstiffnessofboltedjointareanalyzed.Alltherelevantanalysisshowsthathigheraxialcompressivestrengthofrockandgreaterratioofboltsectio

8、ntoboltedjointareacanleadtohighershearresistanceofboltedjoint.Theanalysisalsoshowsthatjointanchoredbyinclinedbolthasgreatershearstiffnessthanthatanchoredbyboltperpendiculartojoint.Thejointanchoredbyinclinedbolthashighershearresistancewithlesss