基于Pile单元改进模型的锚杆锚固角度效应数值模拟研究

左海峰; 蒋宇静; 李春平; 刘光饶; 张孙豪; 管彦太; 栾恒杰; 刘建荣; 李鑫鹏

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.05.004

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 42 ›› Issue (05) : 30 -39. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.05.004

基于Pile单元改进模型的锚杆锚固角度效应数值模拟研究

左海峰, 蒋宇静, 李春平, 刘光饶, 张孙豪, 管彦太, 栾恒杰, 刘建荣, 李鑫鹏

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摘要

为探究锚杆在不同锚固角度下的受力特征和作用机制，采用Pile单元改进模型建立具有不同锚固角度的锚固结构面数值模型，并开展一系列的单轴压缩数值试验，对锚杆的锚固角度效应进行了系统研究。结果表明：当锚固角较大时，锚固结构面试件加载过程分为4个阶段，而当锚固角较小时仅为3个阶段；随着锚固角的增加，峰值应力整体上先恒定后减小，弹性模量呈非线性降低；锚杆与试件力的相互作用主要分布在结构面与锚杆相交处以及锚杆两端；锚杆的显著变形和受力主要分布在结构面附近，大致为锚杆直径的3～4倍；随着锚固角的增大，锚杆轴力的贡献呈非线性减小，锚杆剪力的贡献呈线性增大，锚杆抗剪力呈非线性减小。