红黏土土层锚杆蠕变特性试验及理论研究

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1、学校代号10532学号S1501000551分类号TU470密级公开1硕士学位论文红黏土土层锚杆蠕变特性试验及理论研究学位申请人姓名高傑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土木工程研究方向边坡工程与基坑支护论文提交日期2018年5月29日学校代号：10532学号：S150100055密级：公开湖南大学硕士学位论文红黏土土层锚杆蠕变特性试验及理论研究国家自然科学基金（41572298）资助学位申请人姓名：高傑导师姓名及职称：陈昌富教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月29日论文答辩日期：2018

2、年6月1日答辩委员会主席：赵明华教授II1StudyofcreepcharacteristicandtheoryforgroutedanchorinredclaybyGAOJieB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessor

3、CHENChangfuMay，20181硕士学位论文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。除了文中特别加以标注引用的内容外，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。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日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门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

4、可以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，可以采用影印、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□。√(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I红黏土土层锚杆蠕变特性试验及理论研究摘要红黏土广泛分布于我国湖广地区、云贵高原以及长江中下游地区，在这些地区进行高速公路和铁路建设施工时，必将形成大量的红黏土边坡。在众多边坡的处治技术中，锚固工程因其造价较低、工艺简单、施工快捷和技术可靠而得到了广泛应用。锚固工程的长期稳定性是判断

5、锚固工程安全与否的重要标准，而决定其长期稳定性的关键是锚固系统的蠕变特性，其中锚固工程周围土体的含水率和灌浆压力起着决定性的作用。为了研究红黏土层中土-锚界面的剪切蠕变特性，本文利用自行研发设计的试验装置开展室内模型试验，针对不同含水率、注浆压力进行土-锚界面剪切蠕变试验，并进行理论分析。本文在国家自然科学基金（41572298）支持下，主要研究工作与成果如下：(1)对湖南宁乡某高速路段红黏土进行了基本物理力学特性试验。利用课题组自行研发设计的土-锚界面摩阻性能制样和测试装置，制作不同含水率、注浆压力下的红黏土层锚杆测试试样，开展土-锚界面剪

6、切蠕变试验和土-锚界面瞬时剪切试验。通过分级加载得到蠕变全过程曲线，并根据“陈氏加载法”将分级加载蠕变曲线转化为分别加载蠕变曲线，最后利用“等时曲线法”得到锚杆的长期强度。(2)针对传统的Burgers元件模型往往只具备拟合效果而忽视了其预测性能，引进分数阶导数，将模型中的牛顿体元件替换成分数阶导数软体元件，建立分数阶导数Burgers蠕变模型，利用该模型对蠕变试验结果进行拟合和预测。结果表明：本文模型拟合和预测效果均优于传统Burgers模型。(3)为得到参数少、拟合精度高的元件模型，将基于分数阶导数的软体元件引入传统Merchant模型，

7、建立基于分数阶导数的Merchant蠕变模型，并利用该模型对不同含水率下的蠕变曲线进行拟合分析，根据各级应力下的平均绝对误差可以看出，本文具有较高的拟合精度。(4)选用部分应力水平下的剪切蠕变试验结果作为学习样本，通过对样本有监督的学习，建立红黏土-锚固体界面剪切蠕变的自适应模糊神经网络(ANFIS)模型，并将所建模型对为参与建模的蠕变试验结果进行预测。模型在拟合预测上均达到良好的精度，具有良好的泛化能力。关键词：红黏土；锚杆蠕变；土-锚界面；分数阶导数模型；神经网络II硕士学位论文AbstractRedclayiswidelydistrib

8、utedinHuguangregion,Yunnan-Guizhouplateau,andthemiddleandlowerreachesoftheYangtzeR