锚杆锚固深度对锚固效果影响研究.pdf

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1、第40卷第24期山西建筑Vo1．40No．242014年8月SHANXIARCHITECTUREAug．2014·75·文章编号：1009-6825(2014)24-0075—02锚杆锚固深度对锚固效果影响研究曹得占(中>台集团武汉勘察研究院有限公司，湖北武汉430071)摘要：针对实际工程中常通过在中风化泥质粉砂岩埋设锚杆(索)来加强风化岩的强度，并将结构物与地层联锁在一起的情况，采用数值模拟软件，开展了中风化泥质粉砂岩锚杆锚固深度对锚固效果的影响研究，得出中风化泥质粉砂岩锚杆的最佳锚固深度为3m一5m的结论。关键词：中风化泥质粉砂岩，锚杆，锚固深度

2、中图分类号：TU472文献标识码：A表1岩体物理力学参数1概述岩性弹性模量泊松比密度内摩擦粘聚力抗压强度抗拉强度岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆(索)(以下统称锚杆)，Pakg／m3角／(。)PaPaPa将结构物与地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆与周围地层的抗剪中风化泥4强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固，从而增强被加固质粉砂岩．66e90．342．36e3351．03e68．34O．8岩土体的强度，改善岩土体的应力状态，以保持结构物和岩土体C3锚0混固凝体土2．5el00．20l5．O1．5的稳定性。岩土锚固作为一种实用性强的工程加固技术已经成表

3、2锚杆试验参数为解决岩土工程稳定性问题最有效的手段之一，在边坡工程、隧锚固锚杆水泥浆横截面拉伸粘结力道工程、采矿工程及基坑工程等领域得到了广泛的应用”。深度／m模量／Pa刚度／Pa面积／m强度／NN／m周长／m尽管锚固技术在工程中应用较早，但理论方面的研究却起步398．6e91．12e7803e一60．249e61．75e52．83e一1较晚，经过众多学者数年的研究，锚固理论已经取得了一定的成果，对锚杆荷载传递机理的研究，国内外主要从荷载由锚杆转移3．43．0到灌浆体的力学机理及灌浆体与钻~L：fL壁间的力学机理方面进2．6行研究。但锚杆(索)加固机理

4、仍是一个没有统一认识的问题，也2．21．8缺乏行之有效的、合理的计算方法。现有的各种模型仍存在不少l，4显而易见的不足，理论和数值分析与实际情况出入较大。因此，1．00．6目前锚固深度对锚固效果影响研究远远滞后于工程应用，需要进0．2一步研究，。xl0xl0中风化泥质粉砂岩是指颗粒粒径在0．05mm一0．005mm范a)AI．1模拟方案b)A1。2模拟方案围内质量大于该岩石总质量一半的一种碎屑岩，中风化的岩石裂隙比较发育，沿裂隙有较多的次生矿物生成，次生矿物质量大于岩石总质量的10％，岩体强度较岩块强度已明显降低，因此在工程上往往需要通过在中风化泥质粉

5、砂岩埋设锚杆(索)，来加强风化岩的强度，并将结构物与地层紧紧地联锁在一起研究中风化泥质粉砂岩中锚杆锚固深度对锚固效果影响具有重大的现实意义。xl0xl0^-z2数值模拟方案c)A1_3模拟方案d)A1—4模拟方案2．1计算方法为了模拟不同锚固深度对锚固力的作用影响，在锚杆端头施加一个很小的速度，采用selnodeini命令实现；通过history命令监测锚头的力及其位移，从锚固力与位移关系确定锚杆的锚固力。2．2计算工况为了研究锚固深度对锚杆的锚固力作用效果，采用了3m，4m，5m，6m，7m，8m等6种锚固深度，钢筋直径为32mm模拟xl0^-2xl

6、0方案。e)A1．5模拟方案f)A1-6模拟方案2．3计算参数图1锚杆锚固力与位移关系曲线中风化泥质粉砂岩物理力学参数取值根据室内试验结果获3斜坡对桩基极限承载力的影响得，参数取值如表1所示。Cable单元的参数取值参照经验公式对于斜坡地基，由于斜坡的存在和影响，当荷载增大到一定与经验参数获得，其锚杆试验参数取值如表2所示。收稿日期：2014—05-28作者简介：曹得占(1979·)，男，工程师·76·第204O1卷4第年284期月山西建筑程度时，斜坡上开始出现塑性区，并不断地向桩身一侧扩展，最终六种轴力分布特征曲线，如图5所示。从图5可以看出，随着锚

7、固形成滑动面，即斜坡达到破坏状态，桩和地基将不能再承受更大深度的增加，锚杆轴力的分布有一定的差别，但是当锚固深度增的荷载，此为斜坡桩基的极限承载力。以下将分析不同坡度、临加到5m以后，锚杆轴力的分布不甚明显。所以，锚杆发挥主要坡距条件下桩基极限承载力的变化规律和影响因素。作用的锚固深度在3m～5rfl之间。3．1锚固力与位移关系通过数值计算，锚杆锚固力与位移关系曲线见图1。从这些关系可以确定，在没有考虑锚固体摩擦作用的前提下，锚固深度对锚固力的提高没有什么很大的作用，锚固力大小差不多，因此，可以利用现场试验结合数值试验确定最优的锚固深度，既可以达到最好

8、的锚固效果，又节约投资。图4A1．1模拟方案锚杆轴力分布图3．2剪应力分布规律3．00E+05