一种确定拉力型锚杆支护长度的方法

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1、第22卷第7期岩石力学与工程学报22(7)：1141～11452003年7月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJuly，2003一种确定拉力型锚杆支护长度的方法曹国金姜弘道熊红梅(河海大学土木工程学院南京210098)摘要在Mindlin问题位移解的基础上，导出了拉力型锚杆受力的弹性解，分析了拉力型锚杆的受力特征，提出了确定拉力型锚杆支护长度的方法，计算了锚杆在不同岩体中的有效锚固长度，并对影响锚杆有效锚固长度的因素进行了分析，从而为岩土工程锚杆设计提供了一种参考依据。关键词岩土力学，Mindlin问题，锚杆，有效锚固长度，受力分布+分

2、类号TD353.6文献标识码A文章编号1000-6915(2003)07-1141-05CALCULATIONMETHODOFSUPPORTLENGTHFORSTRETCHEDBOLTSCaoGuojin，JiangHongdao，XiongHongmei(CollegeofCivilEngineering，HohaiUniversity，Nanjing210098China)AbstractBasedonMindlin′ssolutionofdisplacement，anelasticsolutionofstretchedboltsisderived.Themechanicalchar

3、acteristicsofthestretchedboltsareanalyzedandamethodforcalculatingsupportlengthofstretchedboltsisobtained.Theeffectivelengthofboltsupportiscalculatedfordifferentrocks.Somefactorsaffectingeffectivelengthofboltsupportareanalyzed.Areferenceprinciplefordesignofboltsisprovidedforprojects.Keywordsrockan

4、dsoilmechanics，Mindlinproblem，bolt，effectivelengthofboltsupport，distributionofforce结合的岩土体变形，以此调用岩土体的强度。但是，1引言当锚杆长度达到某一临界值后，其长度的增加无助于承载力的提高。岩土锚固是岩土工程领域的重要分支，是一种本文基于Mindlin问题的位移解，在文[2]推导把锚固杆件埋入地层的技术。岩土锚固能充分发挥的粘结式锚杆所受剪切应力、轴力分布的弹性解的岩土能量，调用和提高岩土的自身强度和自稳能力，基础上，导出了拉力型锚杆的剪应力、轴力沿杆体确保施工安全与工程稳定，并能节约工程材料，具的分

5、布弹性解，分析了拉力型锚杆的受力分布，进有显著的经济效益和社会效益，随着我国大兴基础而提出了确定拉力型锚杆支护长度的方法，为工程设施，岩土锚固有着广阔的应用前景。按照锚杆内设计计算提供了参考依据。部拉筋与水泥浆体间传力方式的不同，可将锚杆分[1]为拉力型、压力型和剪切型3种锚杆。国内常用2拉力型锚杆的受力分布理论解的是拉力型锚杆。这类锚杆的传力方式是通过拉筋与水泥浆体以及水泥浆体与岩土体间的粘结将外力本节通过引入Mindlin问题的位移解，导出了依次传递到岩土体中，锚杆的轴力是递减的，它依拉力型锚杆剪应力、轴力沿杆体的分布公式，为拉靠锚固段首、尾部的不均匀拉伸变形来带动与锚杆力型锚杆的受

6、力分析提供了理论依据。考虑拉力型2001年10月22日收到初稿，2001年12月23日收到修改稿。作者曹国金简介：男，27岁，1997年毕业于湘潭工学院采矿工程专业，2000年于河海大学获水工结构工程专业硕士学位，现为博士研究生，主要从事地下结构的数值分析方面的研究工作。•1142•岩石力学与工程学报2003年锚杆埋入岩体中，其端头受拉拔力的情况，假设水最后，可得锚杆所受的剪应力沿杆体分布为泥浆体与岩体为性质相同的弹性材料，锚杆所作用1Pkz−kz2的岩体可视为半空间，深度h处作用一集中力Q，τ=e2(5)2πr如图1所示，在c(x，y，z)处的垂直位移w可由1⎛E⎞Mindlin位移解

7、确定：式中：k=⎜⎜⎟⎟，P为锚杆受的拉2(1+μ)(3−2μ)r⎝Eb⎠拔力。对式(5)进行积分，可得锚杆轴力沿锚杆杆体分布为12−kzN=Pe2(6)3拉力型锚杆的受力分析图1Mindlin解的计算简图不妨假设锚杆杆体的各参数为：弹模Eb=5Fig.1CalculationsketchofMindlinsolution3×10MPa，直径φ=30mm，拉拔力P=150kN；3岩体的参数为：弹模E=6×10MPa，泊松比μ=Q(1