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1、第卷第期北京科技大学学报匕!年月几预应力锚杆锚固段应力分布规律及应用高永涛吴顺川孙金海北京科技大学土木与环境,工程学院摘要根据弹性力学共同变形原理,在充分考虑锚杆、浆体、岩土体协调变形状态下,得出预、,应力锚杆承载过程中锚杆轴力及其变形位移的计算公式并经国道界河立交桥加筋土挡土墙加固工程预应力锚杆承载计算,与实测结果基本吻合,因此可以得出该计算方法是合理可靠的结论关扭词预应力锚杆应力分布支护分类号!众、多露天地下
2、工程都采用预应力锚杆或、,长锚索进行碉室边坡等工程加固和维护并取得了良好的工程效果预应力锚杆一般由锚具、自由段和锚固段〔部分组成锚具的作用是给锚杆施加作用力自由段是将锚杆的拉力均匀地传递给锚杆周围的稳固岩土体锚固段锚固在稳定的岩土体内,可提供足够的锚固力传统预应力分布假设及计算方法图岩土体锚杆承载力计算示意图预应力锚杆安装及原理图如图所示预应珑心、体水体畔二瞥一犷!·!·二该···十,!。‘甲犷!∀“!∀该一下、产锚
3、固段价才菠式中刃为锚杆的承载力为锚固体的周长豁为锚固体周围岩土体抗剪强度茂为第个氏图扩体部分的受压面积为第个扩体处岩土体预应力锚杆安装及原理示意图钢垫板锚具锚杆锚固墩的抗压强度为扩体数为锚固体周围岩土卜体的粘聚力浏毖为锚固体周围岩土体剪切面上卿的法向应力价为锚固体周围岩土体的内摩擦,力值的计算是预应力锚杆设计中的关键问题角传统的做法是采,用剪力均匀分布假定来计算锚对于单一岩土层的圆柱形锚杆式简化,杆预应力值在图所示坐标系中对于岩土
4、层为,高压注浆预应力锚杆而言其承载力的计算表叽达式为式中为极限拉拔力为锚固体半径为锚固段长度为极限抗剪强度,收稿日期刁刁高永涛男,岁,教授事实上预应力锚杆锚固段在岩体界面上高永涛等预应力锚杆锚固段应力分布规律及应用,分解为变形模量为声的连续介质岩体半空锚杆锚固段剪力分布及力的传递规律从而达“,,,间图和根虚拟锚杆图其弹性模量到分析预应力锚杆的各项锚固特性的目的为‘瓜一工程应用实例,岩体位移个组分部分即分别由杆端力和郁,利用上述计算公式对山东
5、枣庄界河立交桥杆侧剪力严生的位移根据变形协调条件岩体加筋土挡土墙加固工程所采用的预应力锚杆“”,’变形应等于虚拟锚杆的变形即‘得,,,锚杆长自由段锚固段设计预,一十,,,!〔、,、应力进行计算得出该锚杆轴力分布知申,!∀见图图中从为设计预应力值益!邓二一,,’申对比该工程实测预应力锚杆轴力分布曲线考虑浆体存在时的岩土体位移图与计算预应力锚杆轴力分布曲线图可,,同无浆体情况一样将系统进行分解所不,,以发现二者十分接近因此可以得出按照弹性同的是力学共同变形原理计算预应力锚杆承载力学性
6、“虚拟锚杆”是由弹性模量分别为凡能是合理可靠的结论同理,可以根据上述计算,二“”“”、凡一凡瓦一的虚拟浆体虚拟锚杆组过程得出预应力锚杆承载过程中锚杆与浆体成的浆体与被加固岩土体之间的剪力分布曲线及其,在考虑变形协调条件时必须计算浆体相应的位移,在此不一一叙述内外侧的位移差值石入,卜即叭。一毕姚一赚鉴越只屏,一嗡一一·一一鲁祭赚誓,吧火类似无浆体情况有从、。,、,、、,“厂、几声,少」,丫一十币百人声一币百厂三王墓攀拿翼毖二一厂裁纸二“曙图
7、计算预应力锚杆轴力分布曲线一一知、,!‘!位移一应力方程的离散为了求解上述积分方程,应对其进行离散,结论以式为例将预应力锚杆沿杆体划分为个,,二一、单元节点号为积分方程离散为预应力锚杆设计是否经济合理和可靠是‘〕,加固工程中十分重要的技术环节而承载能力预应力锚杆位移一应力的求解又是预应力锚杆设计参数中的关键问题传统预应力锚杆的内力是由图虚拟锚杆的的做法是
