锚杆格构梁支护中格构梁最优悬臂长度讨论.pdf

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1、第42卷第3期人民长江Vo1．42．No．32011年2月YangtzeRiverFeb．，2011文章编号：1001—4179(2011)03—0034—05锚杆格构梁支护中格构梁最优悬臂长度讨论王志俭，宁万辉，赵家成2(1．三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室，湖北宜昌443002；2．三峡大学土木水电学院，湖北宜昌443002)摘要：为了探索格构梁的悬臂长度对格构内力的影响，采用数值试验的方法，提出最优悬臂长度概念，并讨论了最优悬臂长度取值与锚杆格构梁系统各参数之间的关系。结果表明：格构粱跨距、地基变形模量是影响最优悬臂长度的主要因素；在

2、边坡工程中，格构梁悬臂段的长度取0．30倍跨距可以优化格构梁的内力分布，从而节约工程造价。以三峡库区巴东县沿江路大坪段边坡锚杆格构支护系统为例，介绍了最优悬臂段在该工程中的应用情况。关键词：锚杆格构梁；悬臂段；高边坡；三峡库区中图法分类号：TV554．12文献标志码：A锚杆格构梁结构是一种将格构梁护坡与锚固工程1最优悬臂段的概念相结合的新型抗滑支挡结构，它既能保证深层加固又可兼顾浅层护坡。很适合坡度较陡、节理发育、易受自格构梁由纵梁和横梁组成，目前在内力计算时～然应力影响而导致大面积碎落以及局部小型崩塌、落般将交叉的格构梁简化为单根格构梁来计算，从

3、石的岩土边坡。锚杆格构梁加固技术是地质灾害防治而可以利用弹性地基梁的研究成果。把格构梁视为平的一种有效工程措施，2000年以来，锚杆格构梁在三放在地基上的地基梁，把锚杆简化为作用在地基梁上峡库区地质灾害治理等边坡工程中得到了广泛的应的已知荷载。用-43。为了便于对格构梁内力进行描述，将格构梁的各目前计算格构梁内力时，多采用弹性地基梁法和部位称谓进行统一，如图1所示。视锚杆为弹性支座，倒梁法。工程运用多停留在经验阶段，根据经验锚杆作用位置称为支座；两锚杆之间的长度称格构梁类比法进行结构设计，往往造成格构梁受力不合理，使一跨。格构梁超出最边缘锚杆部分称

4、为悬臂段。两支得某些治理工程竣工后不久格构梁便出现拉裂甚至损座之间的长度称为跨距。在实际工程中，锚杆格构梁毁现象，严重影响到边坡的安全性。系统中的各跨跨距一般相等，左悬臂段和右悬臂段长度也相等。本文采用了FLAC软件，运用数值试验的方法，研究表明⋯，采用弹性地基模型进行格构梁内研究格构梁内力与悬臂段长度关系，提出了最优悬臂力计算能满足工程实践要求。考虑地基与格构梁的相段长度的概念。并研究了锚杆格构梁系统的各个参数互作用，建立一个格构梁的模型(图2)，模型参数见表对最优悬臂段长度的影响。研究表明，格构梁悬臂段1，假定锚杆预应力为50kN，采用FLAC

5、软件分析格取0．30倍跨距可以改善格构梁的内力分布，既提高支构梁悬臂段长度对格构梁内力的影响。护效果，又降低工程造价。收稿日期：2010—08—28基金项目：三峡库区三期地质灾害高切坡防护工程技术科研项目；三峡大学博士启动基金资助项目(0620080084)作者简介：王志俭，男，副教授，博士，主要从事地质灾害防治研究和岩土力学试验研究、教学方面的工作。E—mail：wzjrockl@163．eom第3期王志俭，等：锚杆格构梁支护中格构梁最优悬臂长度讨论35表2为试算结果。格构梁所受剪力变化不大，本文不考虑格构梁剪力变化。格构梁悬臂段长度增加支座1支

6、座2支座3支座4支座5时，支座1的弯矩显著增大，支座3的弯矩缓慢减小。图1格构梁简化模型示意支座2的弯矩处于支座1和支座3之间。显然当支座1的弯矩与支座3的弯矩相等时，格构梁的最大弯矩最小。通过试算，在表1的参数条件下，悬臂长度为0．942m时格构梁受力最优，格构梁弯矩分布见图2(c)。此时，格构梁不仅最大弯矩值最小，而且每跨的弯矩分布及大小非常接近，正弯矩在l2．23～l2．66kN·m之间，负弯矩在5．85～6．52kN·m之间，此时按最大正负弯矩进行结构设计，格构梁强度可以充分发挥。表2悬臂段长度与格构梁内力极值图2锚杆格构梁计算模型表1格构

7、梁计算模型参数注：格构梁材料为C25混凝土。图3为不同悬臂段长度时的格构梁弯矩分布图。2最优悬臂长度的影响因素从弯矩分布图可见，在支座位置有格构梁弯矩极值，在格构梁内力计算时，所需的参数如表1所示，由于两支座之间跨中附近，也有一个极值，这些极值的大小假定地基和格构梁均为线弹性材料，因此锚杆锚固力反映了格构梁所受弯矩的大小。在工程中，一般根据不影响最优悬臂段长度，以下分别讨论各个参数对最这些值进行结构设计。图3(a)的最大弯矩为12．93优悬臂长度的影响。kN·m，而(b)中最大弯矩为17．81kN·m，相差37％，显然图3(a)的格构梁受力更合理，

8、结构设计也2．1跨距的影响将更加经济。从结构受力角度，必然有个最优的悬臂在锚杆格构梁治理工程中，锚杆间距一般取定值，长度，