全长粘结式锚杆抗拔力计算公式的探讨

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1、第28卷第7期岩土工程学报Vol.28No.72006年7月ChineseJournalofGeotechnicalEngineeringJuly2006全长粘结式锚杆抗拔力计算公式的探讨1,221魏新江，张世民，危伟（1.浙江大学岩土工程研究所，浙江杭州310027；2.浙江大学城市学院，浙江杭州310015）摘要：从锚固系统的组成出发，考虑锚杆灌浆体界面强度和灌浆体岩土体界面强度对全长粘结式锚杆抗拔力的影响，以及浆体与岩土界面的塑性区发展，推导得到全长粘结式锚杆的抗拔力计算公式。通过比较算例，抗拔力计算公式得到证实，具有实用价值。关键词：全长粘结式锚杆；抗拔力；计算公式中图分类号：TU

2、432文献标识码：A文章编号：1000–4548(2006)07–0902–04作者简介：魏新江(1965–)，男，浙江嵊州人，副教授，工学博士，硕士生导师，主要从事软土地基处理、锚固与注浆、基础工程方面的研究工作。Discussionofformulaofpulloutresistanceforfullygroutedanchor1,221WEIXin-jiang,ZHANGShi-min,WEIWei(1.InstituteofGeotechnicEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027,China;2.CityCollegeofZhe

3、jiangUniversity,Hangzhou310015,China)Abstract:Fromtheconstitutionofanchorsystem,theinfluenceoftheinterfacestrengthbetweenboltandgroutmediumandbetweengroutmediumandsoilorrockonofpulloutresistanceoffullygroutedanchorwasinvestigated.Thenaformulaforpulloutresistanceoffullygroutedanchorwasderivedbycons

4、ideringtheplasticzonedevelopedontheinterfacebetweengroutmediumandsoilorrock.Someconclusionswereobtainedinthepracticalapplicationoftheformula.Keyword:fullygroutedanchor;resistanceforce;formula0前言无限长，在孔口处岩体的位移与与锚杆体的总伸长量锚固系统是由多种介质组成，包括锚杆杆体、灌相等，导出了全长粘结式锚杆的粘结应力沿杆体的分[4]浆材料、岩土体材料以及这些介质的交界面。在这些布：12材料中，除锚杆

5、杆体的力学特性比较简单以外，其余Ptx−txτ()x=e2。(1)的介质都具有复杂的力学特性，包括具有物理非线性、2πa1E几何非线性、非均质性和非连续性，尤其这些介质的0式中t=()；E、µ分别为土20()13+−µµ()2aEb交接面上，则表现更为复杂。[1][2][3]体的弹性模量和泊松比；a为锚杆体半径；Eb为锚杆Lutz和Gergeley，Hanson，Goto等都研究了体的弹性模量；P为锚杆体所受拉力。荷载从锚杆转到灌浆体的力学机理。他们认为，如果由式（1）对x求导取极值，可得到，当x=1t时，锚杆本身具有强度很高和良好的表面粗糙度，力从锚τ有极大值，即：杆传递到注浆体，再由注

6、浆体到岩土体，研究重点应1Pt−放在浆体和锚杆界面以及浆体和岩土体界面的强度τ=e2，(2)max2πa上。本文基于这样的考虑，探讨了锚杆的最大抗拔力[5]取τ为水泥浆体与杆体的极限粘结应力τ，由式maxult的计算公式。（2）可得锚杆的最大抗拔力为12πa−1基于锚杆与浆体界面强度的抗拔力P=e2τ。(3)uultt公式根据Mindlin的位移解，假设水泥浆体与岩土体───────为性质相同的弹性材料，岩土体视为半空间，锚杆为收稿日期:2005–03–07第7期魏新江，等.全长粘结式锚杆抗拔力计算公式的探讨903静力平衡条件：l2基于浆体与岩土体界面强度的抗拔PNkDux−xx−=π∫d

7、0，(9)x力公式l即NPk=−πDuxd。(10)xx∫x假设锚杆与浆体间界面粘结非锚固系统薄弱面，而浆体与岩土体界面才是锚固系统的薄弱面。根据文献[6]分析，在弹性状态下，全长粘结式锚杆所受的剪应力范围较小，而最大剪应力数值较大。因此，当锚杆拉拔力达到一定值时，锚固体与土体的粘结面将进入塑性流动状态，且随受力增加，塑性区范围往下发展。将锚杆抗拔作用下的剪应力－位移曲线简化如图1所示。图2计算简图Fig.2Schema