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多囊式充气锚杆加固洞庭湖区软土地基承载特性研究
| 论文题名： | 多囊式充气锚杆加固洞庭湖区软土地基承载特性研究 |
| 关键词： | 公路软土地基;多囊式充气锚杆;加固处理;承载特性;数值模拟 |
| 摘要： | 洞庭湖区位于长江中游以南，地域辽阔，为了促使该区域经济发展，需要修建大量公路、城区道路等。但洞庭湖区土质松软，严重影响了公路的稳定性，限制了此区域的经济发展与建设。针对软土地基，多囊式充气锚杆具有快速加固并提供较大锚固力的能力；由于多囊式充气锚杆能够回收利用，又具有经济、环保的优点。因此，考虑采用多囊式充气锚杆对洞庭湖区软土进行加固。 本文首先通过室内土工试验及多种条件下的三轴试验，确定土体力学性质，并提出关于洞庭湖区软土的本构模型，然后开展室内模型试验，对不同工况下的单锚和多锚进行拉拔测试，最后采用数值模拟方法模拟充气锚杆拉拔试验进行验证并提出三损伤因子损伤理论构建极限拉拔承载力计算公式，主要研究内容和成果如下： （1）通过对洞庭湖区软土进行室内土工试验及多种条件下的三轴试验，确定土体的力学性质，以及不同条件下的应力应变关系、内摩擦角、黏聚力等。 （2）依据 CU试验与 CD试验的试验结果，建立能同时描述两种试验应力应变关系的三损伤因子本构模型，并对相关参数进行分析。 （3）进行不同条件下的单根多囊式充气锚杆的拉拔试验，确定含水率是影响洞庭湖区软土极限抗拔承载力的关键因素；在含水率超过液限情况下，气囊压力、锚杆埋深和气囊长度的增大对锚杆的抗拉拔性能有优化效果，气囊硬度及气囊间距的增大对锚杆的抗拉拔性能有劣化作用。 （4）进行多囊式充气锚杆在不同含水率情况下的双锚拉拔试验，群锚效应系数的变化规律，发现在超过液限时双锚间距20cm的群锚效应系数在1附近。 （5）采用数值模拟软件模拟多囊式充气锚杆的拉拔试验，得出多囊式充气锚杆极限拉拔承载力；将三损伤因子引入圆孔扩张理论进行公式推导，得到考虑损伤的极限拉拔承载力计算公式；对三个结果进行对比分析，验证了考虑损伤的极限拉拔承载力计算公式的适用性。 |
| 作者： | 许笑翟 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 陈秋南;刘云付 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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