2011岩土锚固会议报告20110912.pptVIP

拉力型土层锚杆合理锚固长度的探讨 ——一种基于应变软化土模型的解释 目前锚杆锚固长度及承载力的设计方法 采用MC-Softening（软化土）模型模拟锚固段承载力逐步激发的特性 提出锚杆承载力简化计算方法 非匀质土中锚固段长度和承载力的探讨 压力型锚杆锚固段长度和承载力的探讨 规范采用基于土压力理论设计锚固段长度设计方法 锚固段长度与效率呈反比关系 试验表明：锚固段长度服从“强度迁移”理论 寻找一种基于锚固段长度机理的设计方法 由锚杆（锚固段）承担主动土压力 JGJ120-99确定锚固体长度 CECS22：2005确定锚杆长度 上表摘自CECS22：2005 7.5.3条：……土层锚杆的锚固长度宜采用6~12m …… 我们发现: 16m×0.6=9.6m 13m×0.8=10.4m 10m×1.0=10.0m 影响系数曲线：La×ψ=10.0m 超过10.0m部分不起作用？ 协会的前辈提出了锚固体“强度迁移”的理论，并通过了试验验证 剪切强度逐步激发 强度峰值不断向锚固段后部移动 峰值强度→残余强度 强度迁移理论本质上是土体的软化 体现锚杆（锚固段）受力机理 能反映“强度迁移” 理论 参数容易获取 参数具有物理意义 与目前的设计方法差别不要太大 MC软化模型模拟土体的残余强度 有限元模型参数设置及计算假定 剪应力峰值随着荷载的增大迁移 不同长度锚固段剪应力分布相同 每米承载力随着长度增加而减小 锚固段(La)长度分别设置 3m,6m,9m,12m,15m,18m,21m,24m 不考虑初始应力随着深度的增加而增加 锚杆一般水平设置，竖向应力相差不大 锚固体与土体的接触应力受施工工艺影响 二次注浆 注浆压力 土体初始应力设置为50Kpa 剪应力的峰值大小相同 不超过剪切强度设计值 剪应力“驼峰曲线”形态相同 左右对称 “上升”段与“下降”段基本为线性变化 剪应力“驼峰曲线”均位于锚固段末端 极限状态（破坏工况） 剪应力“残余段”维持水平 残余强度 锚固段长度3~6m 每米承载力随长度增加快速下降 单位长度承载力随锚固长度的增长：9.5kN/m 锚固段长度6~24m 每米承载力随长度增加下降，速率相对较小 单位长度承载力随锚固长度的增长：0.8kN/m 拉力分散型锚杆的设计依据？ 锚固段剪应力分布的理想模型 基于荷载传递理论的承载力公式 采用公式计算锚杆承载力 采用公式计算承载力与有限元对比 影响系数较规范建议值小 对简化计算方法的修正 计算参数的确定 由硬变软土层中锚固段剪应力分布 由软变硬土层中锚固段剪应力分布 影响非匀质土中剪应力分布的因素 剪应力峰值随着荷载的增大迁移 采用公式计算锚杆承载力 压力型锚杆形成“土拱效应” 结论 基于应变软化土模型，探讨了锚杆承载力作用机理 提出锚杆承载力简化计算方法 匀质土层中该方法的计算结果基本可行 非匀质土层中也存在“峰值”迁移 压力型锚杆中也存在“峰值”迁移 展望 收集现场试验数据，进一步验证该公式 3.对非匀质土中锚固段的探讨 由硬变软土层中锚固段剪应力分布 0.2 3.0 3.0 10.0 10.0 κ φres/deg. Cres/Kpa φ/deg. c/Kpa 软土层参数 0.01 5.0 5.0 18.0 30.0 κ φres/deg. Cres/Kpa φ/deg. c/Kpa 硬土层参数 软土层 h=6m 硬土层h=14m 硬土层 峰值未能传递至锚固段末端 软土层内未出现峰值，剪应力较小 3.对非匀质土中锚固段的探讨 由软变硬土层中锚固段剪应力分布 0.2 3.0 3.0 10.0 10.0 κ φres/deg. Cres/Kpa φ/deg. c/Kpa 软土层参数 0.01 5.0 5.0 18.0 30.0 κ φres/deg. Cres/Kpa φ/deg. c/Kpa 硬土层参数 硬土层 软土层h=14m 峰值传递至锚固段末端 接近破坏时，软土、硬土层内均出现峰值 3.对非匀质土中锚固段的探讨 影响非匀质土中剪应力分布的因素 相对软、硬土的层序 相对软、硬土的强度与剪切模量 相对软、硬土软化形式 软土：接近于延性的软化 硬土：接近于脆性的软化 待进一步研究 延性软化 脆性软化 4.压力型锚杆的探讨 4.压力型锚杆的探讨 剪应力峰值随着荷载的增大迁移 迁移规律同拉力型锚杆 区别 峰值强度、残余强度均高于拉力型锚杆 为什么高？ 端部剪应力未衰减至残余强度 4.压力型锚杆的探讨 采用公式计算锚杆承载力 以La=12.0m为例 不计末端影响 k=27.3Kpa/m Tmin=50.1Kpa Tmax=145.5Kpa 有限元计算承载力为460KN 基本可用前述公式计算 4.压力