扩大头滑移式锚杆的恒阻力值研究

为研究扩大头滑移式锚杆的恒阻力值与锚杆尺寸之间的关系,在恒阻大变形锚杆的恒阻力值弹性理论基础上推导出弹-塑性理论公式,使其适用于扩大头滑移式锚杆的恒阻力值预测。利用数值模拟软件对5种工况下的锚杆恒阻力值进行研究,并基于室内试验对三种工况数值模拟结果的验证表明：数值模拟模型与试验结果相差较小,模型比较合理;弹-塑性理论公式计算出的阻力理论值与数值模拟得到的阻力值有较好的吻合度。     

加载条件下锚杆挡土墙有限元极限分析

锚杆挡土墙在土木工程领域应用已经很广,但锚杆挡土墙的理论研究还较滞后.通过有限元数值模拟方法,建立锚杆挡土墙加固边坡的三维有限元模型,采用极限分析有限元法对加锚杆挡土墙前后边坡的极限承载能力、塑性区、位移变化进行了比较分析,得出了锚杆挡土墙对边坡位移和塑性区的控制作用以及边坡的极限荷载.     

隧道预应力锚杆锚固结构承载效应及围岩力学分析

隧道中锚杆与围岩作用机理比较复杂，设计多偏于类比法和经验法，以锚杆在连续均匀地层中形成锚固结构为出发点，建立锚固结构承载强度表达式，并确定锚杆设计参数。通过对锚固结构承载特性分析，得到各影响因素对承载强度的贡献程度，在此基础上提出了“支护力放大系数”和“锚固界限强度”概念，再将锚固结构整体考虑并等效成支护力对隧道围岩应力分布、塑性区、位移进行重新求解，最终结合数值模拟和算例验证。研究结果表明：锚固结构对锚杆支护力具有放大作用，对隧道深部围岩也提供一个较强的支护力，锚固结构强度影响程度由大到小依次为力学参数、锚固厚度、支护强度，其中力学参数对锚固承载强度起着至关重要作用，合理锚固厚度为洞径的0.4～0.8倍，进一步提出了围岩稳定性控制原则。数值模拟中锚杆支护、等效力支护与理论结果加以比较，隧道周边的塑性区、应力分布、位移基本一致，可为锚杆支护下隧道围岩控制提供一种科学的分析方法。     

隧道径向锚钉-斜交锚杆复合支护技术研究

基于长短锚杆组合支护理论,提出了一种隧道径向锚钉-斜交锚杆复合支护技术,该技术可提高支护结构的整体抗力,有利于缩小围岩塑性区半径,增加锚杆处于稳定围岩区的长度。为进一步研究锚钉和锚杆的组合长度,将隧道围岩划分为A、B和C三区,并把锚杆作用在围岩体内的剪应力简化为环向边界应力,运用厚壁圆筒弹塑性理论推导了锚钉和锚杆组合长度计算式。实例分析表明,0.8m(锚钉)和3.8m(锚杆)的组合长度可以使隧道塑性区半径降低28%,锚固盲区减小88.8%。可见,在隧道长短锚杆组合支护理论中,该计算方法对围岩锚固体长度参数设计有一定指导意义。     

纤维增强塑料锚杆锚固性能的数值分析

以建立的纤维增强塑料锚杆在岩土体中的粘结锚固基本方程为基础,结合纤维增强塑料锚杆的连续光滑粘结–滑移本构关系模式,提出了纤维增强塑料锚杆锚固性能分析的数值计算方法,并通过与FRP锚杆锚固试验结果对比确定有关参数。将数值计算结果与锚固试验结果以及理论计算结果进行了对比分析,验证了数值模拟方法的正确性。     

大变形锚杆支护效应分析

根据大变形锚杆的力学和变形特性,建立大变形锚杆–围岩相互作用结构模型,研究锚杆加固圆形隧道时的支护效应,并通过数值模拟验证了模型和求解方法的有效性。采用上述求解方法,定量分析了原岩应力、岩体强度以及大变形锚杆安装密度、长度和安装时间对其支护效果的影响规律。结果表明,在高应力或极软岩等恶劣地质条件下,围岩产生较大位移的情况下,大变形锚杆可以更好的发挥支护效应。大变形锚杆加固的主要作用在于限制塑性区围岩的变形,对塑性区边界的位置以及弹性区岩体变形的控制效果不明显。还通过改变安装锚杆时等效内支撑力的大小,揭示了锚杆安装时间对其支护效应的影响规律。研究结果可为大变形锚杆支护设计及参数优化提供基础理论依据。     

巷道交岔点合理支护参数正交优化

为了寻求交岔点巷道合理的支护参数,基于正交设计试验,采用数值模拟软件Flac3D对不同围岩强度下交岔点巷道的支护参数进行了数值模拟分析,并对试验结果进行了极差和方差分析.研究表明:巷道交岔点应选取在侧压系数小于1的围岩内;围岩强度较低时,巷道支护参数的变化对围岩稳定性影响较大;锚杆支护可有效改善交岔点的稳定性,锚索在巷道围岩变形大且塑性区厚度小于锚索长度时支护效果才会比较明显.     

系统锚杆在大跨度连拱隧道中的作用性探讨

系统锚杆的设置多以工程类比为基础,辅以数值分析方法,本文采用有限差分软件FLAC2D,通过有无锚杆的对比计算,得出不同工况下喷层内力、二次衬砌内力、围岩塑性区、洞室周边位移,以及锚杆内力,并结合现场量测结果,对系统锚杆的作用性进行了积极的探讨.研究结果表明,在隧道衬砌周围不同位置安设的锚杆,其作用性不尽相同,中墙顶内力较小,基底锚杆主要承受压力;锚杆的设置不能明显降低衬砌内力以及改善塑性区分布;按目前设计方法设置的系统锚杆存在着较大的浪费.     

拉格朗日差分法的预应力锚杆数值模拟与应用

深基坑预应力锚杆的极限拉拔承栽力的确定是预应力锚杆设计成功与否的关键因素之一.运用快速拉格朗日差分法模拟深基坑中单根预应力锚杆的加固作用机理.分析各个参数对锚杆拉拔力的影响.数值模拟结果表明,随着注浆压力的增加,锚杆的极限承载力相应增大;锚杆的极限承载力随着锚杆锚固段长度的增加呈非线性增长.以实际工程为例对不同岩性的锚杆拉拔试验进行分析,数值模拟结果与现场试验数据吻合较好,为深基坑工程中预应力锚杆的数值模拟计算参数的选取和锚杆设计应用提供参考依据.     

中空注浆锚杆在某隧道支护中的应用

针对中空注浆锚杆的支护特点,运用计算软件FLAC3D构建三维数值模型,模拟隧道的开挖和支护过程,分别对比中空注浆锚杆支护和普通砂浆锚杆支护两种工况下的隧道顶板沉降量、衬砌的塑性区和剪应力场的变化。分析得出,中空注浆锚杆比普通砂浆锚杆更好地实现封闭压力注浆,使浆液向围岩空隙和裂缝中扩散,进一步提高锚固作用及改良围岩。