压力型锚索锚固段荷载传递特征及影响因素研究

摘要

为了研究土层压力型锚索锚固段的荷载传递特征及滑脱过程，在理论分析的基础上推导出压力型锚索在外荷载作用下的剪应力和轴力分布规律公式，详细分析了各影响因素对轴向力和剪应力的影响程度。研究结果表明：锚索锚固段的剪应力和轴力分布函数均为幂函数；剪应力和轴力大小及分布范围取决于锚固力，并与锚固体直径、锚固体弹性模量和泊松比、土的压缩模量和泊松比以及锚固体和土间界面的摩擦角有关；预应力锚索锚固段的最大剪应力位置仅与锚固体直径、土体性质、锚固体材料参数和半径有关；锚固体直径的大小对剪应力和轴力均有显著影响；在不同荷载作用下，锚固体界面剪应力的分布形式、范围和峰值位置均相同。现场原位试验结果表明：理论分析结果与工程实践结果吻合性较好。研究结果可为分析土体锚固工程的受力状态及优化设计提供依据。

关键词

锚索 / 锚固段 / 荷载传递特征 / 影响因素 / 理论分析 / 数值模拟 / 岩体工程

基金资助

国家自然科学基金项目“深部巷道碎裂围岩锚索拉剪失效特效及预应力全锚控制机理”（编号：52374093）; 中国博士后科学基金项目“弱胶结软弱隧洞围岩喷射混凝土粘结界面弱化失效力学机理研究”（编号：2022M711314）; 山东省自然科学基金项目“弱胶结软岩—喷射混凝土界面弱化失效的宏细观力学特性研究”（编号：ZR2022ME088）; 济南市科研带头人工作室项目“软弱地层地下工程围岩灾变预警及主动控制技术”（编号：202333054）联合资助