围压作用下锚杆锚固结构动态拉拔数值试验研究

于水生; 张鸿森; 孙玉周; 赵毅; 陆书灿

doi:10.19952/j.cnki.2096-5052.2025.04.04

隧道与地下工程灾害防治 ›› 2025, Vol. 7 ›› Issue (4) : 43 -52+114. DOI: 10.19952/j.cnki.2096-5052.2025.04.04

围压作用下锚杆锚固结构动态拉拔数值试验研究

于水生, 张鸿森, 孙玉周, 赵毅, 陆书灿

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摘要

为探究围压作用下锚杆锚固结构的动态响应，分析锚固界面载荷传递特征及损伤机理，阐明围压对锚杆动态黏结强度增强效应的影响规律，开展了不同围压、加载速率条件下锚杆锚固结构拉拔数值试验研究。结果表明：围压作用下随着加载速率的增大，锚杆最大拔出载荷增大，锚固界面表现出明显的加载速率依赖性和剪切增强特性。高加载速率时，锚固界面在软化阶段局部应变增大，动态剪应力出现波动，围压的止裂效应使波动凹点靠近加载端，由于锚固体承载力增加，造成波动幅值随着围压的增大而增大。相对黏结强度与对数速率比呈正相关，围压越大，锚杆黏结性能对加载速率越敏感。而锚杆发生屈服后，围压从0.5 MPa增至1.0 MPa时，两者关系曲线的斜率仅提高11.96%,围压对锚杆动态黏结强度的增强效应趋于饱和。随着围压增大，锚杆动态峰值滑移量呈现先增大后减小的趋势，锚固结构局部逐渐发生破坏，失效面积向混凝土表面扩展。