基于能量原理的拉力型锚杆数值计算方法.pdf

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1、第29卷第12期2012年12月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVeL29No．12Dec．2012doi：10．3969／j．issn．1002-0268．2012．12．003基于能量原理的拉力型锚杆数值计算方法樊昀1，刘思思2(1．湖南中智建筑有限公司，湖南长沙410129；2．中南林业科技大学岩土工程研究所，湖南长沙410004)摘要：基于能量原理，对拉力型锚杆锚固体的轴力与位移进行了计算分析。首先，对拉力型锚杆的承

2、载机理以及所使用锚固单元和侧阻力计算模型做了简单介绍；其次，推导了锚固体单元的能量平衡方程，并给出其差分形式；然后，给出了拉力型锚杆锚固体工作性状的程序计算方法，并通过误差分析给出了程序收敛策略，提高程序计算效率；最后通过算例计算对拉力型锚杆锚固体承栽性状进行了分析。研究表明：基于能量原理推导的拉力型锚杆锚固体能量差分方程及其程序计算方法可以合理地分析铬固体的工作性状，其计算结果可以为工程设计提供参考；拉力型锚杆锚固段的确定宜考虑锚孔直径以确定最经济的锚固长度。关键词：道路工程；拉力型锚杆；能量原理；数值计算；荷

3、载一位移曲线；极限锚固长度中图分类号：12417．1+16文献标识码：A文章编号：1002—0268(2012)12—0014—07NumericalCalculationofTension·typeAnchorBasedonEnergyPrincipleFANYunl，LIUSisi2(1．HunanghnngzhiConstructionEngineeringCo．，Ltd．，ChangshaHunan410129，China；2．InstituteofGeotechnicalEngineering，Cent

4、ralSouthUniversityofForestryandTechnology，ChangshaHunan410004，China)Abstract：Basedonenergyprinciple，theaxialforceandthedisplacementoftension-typeanchorwerecalculated．First，theload-bearingmechanismoftension-typeandthecomputationmodelofanchoringunitandsideresis

5、tancewereintroduced．Second，theenergybalanceequationofanchoringunitWilt8derived，anditsdifferenceformwasgiven．Third，theprogramcalculationmethodoftension·typeanchorworkingpropertyWasbuilt．andtheprogramconvergencestrategyWasgivenbasedonerroranalysistoimprovetheca

6、lculationeffectivenessoftheprogram．Atlast，thebeatingcharacteroftheanchoragebodyWasanalyzedthroughacalculationofexample．Theresultshowsthat(1)thebearingcharacterofanchoragebodycouldbeanalyzedbytheanchoragebodyenergydifferenceformulaoftension·typeanchoranditspro

7、gramcalculationmethod，whichcouldprovideareferenceforengineeringdesign；(2)anchorlengthoftension—typeanchorshouldbedeterminedbyconsideringanchorholediameterinordertoobtaintheeconomicanchorlength．Keywords：roadengineering；tension-typeanchor；energyprinciple；numeri

8、calsimulation；load-displacementcurve；ultimateanchoragelength0引言目前，拉力型锚杆的计算方法主要以荷载传递法为主，研究的重点则是锚固段与岩土体的荷载传递特征以及拉力型锚杆临界锚固长度的计算等问题。蒋忠信认为用三参数的曲线来描述锚固段剪应力分布曲线较为合理，并导出了曲线的极值、拐点、积分等特征值‘1

9、。曹国金等在M