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拉力型锚索孔道弯曲情况下受力机理研究与分析
| 论文题名： | 拉力型锚索孔道弯曲情况下受力机理研究与分析 |
| 关键词： | 拉力型锚索;孔道弯曲;受力机理;弹性力学 |
| 摘要： | 预应力锚索技术作为一种最有效的加固支护技术已经广泛应用于铁路、公路、水利水电、工业与民用建筑等工程中。它主要是通过充分发挥岩体的自承潜力，调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护结构的自重等方面来实现其支护作用。除此之外，预应力锚索还能节约工程材料，保证施工的安全与稳定，因而具有显著的经济和社会效益。但是由于自然因素和技术因素的影响，锚索在实际工程施工中及其容易发生孔斜和孔道弯曲等问题，尤其是在大吨位—超长孔深锚索钻孔中该问题尤为突出。为得到锚索更切合实际的受力情况，对孔道弯曲情况下锚索的受力机理的研究作为一个全新的课题更应值得关注。本文主要通过理论研究和模型实验研究两方面对该问题进行了研究分析。理论研究方面，本文结合Mindlin解推导了预应力锚索在孔道弯曲情况下锚固段的应力场公式，给出了锚固段周边剪应力和径向应力分布规律，并将其与孔道不发生弯曲的理想情况进行了对比和分析；模型实验研究方面，主要用一定强度的混凝土来模拟岩体，并且预埋具有一定弧度的锚索构件，通过分级张拉预应力锚索来测量在受力过程中孔道弯曲情况下锚索周边剪应力、径向应力分布情况以及锚索预应力损失情况。最后用模型实验结果来验证理论研究的正确性和实用性。 本文完成的主要工作有： （1）根据半空间无限体理论的Mindlin解，推导了预应力锚索锚头附近岩体的应力场的理论公式；并且结合弹性力学空间问题基本理论的相关知识，得出了预应力锚索锚固段周边与岩体交界面处的剪应力和径向应力的理论公式。 （2）利用Matlab和Mathematics等数学计算软件，并结合实例对上述推导的理论公式进行了应用和验证，给出了剪应力和径向应力分布规律，并对其受力特征、分布规律、影响因素等进行了讨论和分析。 （3）通过模型实验模拟孔道弯曲情况下锚索在张拉过程中的受力情况，主要对锚固段周边的剪应力和径向应力分布规律以及预应力损失情况进行了测量和分析，并将其与理论推导的结果进行了对比分析，结果表明理论模型的计算方法有可行之处。 |
| 作者： | 索玉文 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 朱宝龙 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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