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原文传递岩土锚固工程中若干问题的研究

论文题名：	岩土锚固工程中若干问题的研究
关键词：	岩土锚固;锚杆应力;杆系有限元;三维稳定分析;边坡支护
摘要：	岩土锚固技术已广泛地应用于基坑、边坡、隧道等工程中，然而其力学机理仍有待完善。本文从锚杆摩阻力分布、锚杆支护基坑的杆系有限元分析及岩质边坡锚杆支护三维稳定分析三个方面进行研究。具体研究工作如下： (1)利用点荷载作用于半无限空间的Mindlin位移解，考虑锚杆与土体界面的渐进破坏过程，推导出界面摩阻力的微分方程解析解。编制了相应的计算程序，把计算结果和现场试验值进行比较，结果较为吻合，两者的数据都表明，随着锚头拉力的增加，锚杆摩阻力峰值逐渐向锚杆末端转移，而锚杆前端则发生部分范围的滑移。然后利用所求得的解析解，研究了土体弹模、锚杆孔径对锚杆摩阻力分布的影响。结果表明土体弹模越大，则界面上的摩阻力越容易达到峰值从而产生破坏。而锚杆孔径越大，则界面上的摩阻力上升越慢，可延缓破坏过程。 (2)根据深基坑预应力锚杆柔性支护法的施工特点，改进了杆系有限元计算模型，提出柔性支护的开挖荷载计算方法，使之可以适用于预应力锚杆柔性支护法，编制了相应的计算程序，对一个实际工程进行计算分析，结果表明用改进后的杆系有限元方法在计算基坑水平位移、锚杆轴力方面较方便快捷，计算值与实测值也较为吻合。 (3)提出岩质边坡沿软弱结构面滑移一剪切的三维稳定分析方法，这种破坏模式是工程中常见的。在分析模型中，下滑体沿滑动面下滑，在其他的面上则产生剪切。在结构面上满足莫尔库伦破坏准则，把剪切面上的摩阻力向下滑方向投影，由下滑体的力学平衡条件求解出未知力，通过迭代可以求得稳定系数。本文推导了相关的计算式，编制了相应的程序。利用这个程序，研究了锚杆的倾角与倾向、边坡长度等因素对边坡的影响，比较了三维分析与二维分析的差别。 (4)对河南高速公路的一处45m高的边坡分别使用二维与三维方法进行稳定分析，采用了压力分散型锚索和混凝土梁进行支护，在锚头处安装12个锚索内力测力计。观测结果表明锚索内力变化平稳，支护效果良好。对观测数据进行分析，得到锚杆轴力沿高度方向的分布规律及锚杆安全系数随时间变化特点。
作者：	陈国周
专业：	结构工程
导师：	贾金青;徐世烺
授予学位：	博士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2008
正文语种：	中文