地震荷载下压力集中型锚索数值模拟受力分析研究

论文摘要

预应力锚索作为一种岩土体加固方法,在我国山区公路建设中得到了广泛研究应用,但在地震荷载作用下预应力锚索内力分布情况的研究在很大程度上比较滞后。首先介绍了预应力锚索的国内外发展状况和类型,接着选取了压力集中型锚索论述了其作用机理,然后对其在地震荷载作用下的应力分布进行了理论研究,再用数值方法FLAC-3D有限差分法对压力集中型锚索进行了建模,模拟分析了其在地震荷载作用下的内力变化,使锚固段的应力应变分布情况更加明确。根据数值模拟结果对压力集中型锚索在地震荷载作用下的适用性和可靠性进行分析和评价。最后在相关研究的基础上总结出了压力集中型锚索在地震荷载作用下的可能出现的破坏形式及其影响因素,并提出改善压力集中型锚索抗震性能的措施。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的和意义
• 1.2 预应力锚索的发展历史及研究现状
• 1.2.1 预应力锚索的发展历史
• 1.2.2 地震作用下预应力锚索的研究现状
• 1.3 本类课题的主要研究方法和手段
• 第二章 动荷载作用下的预应力锚索工作性能理论分析
• 2.1 动荷载作用下锚固岩体稳定性分析方法
• 2.2 锚固系统抗震分析的一般方法
• 2.2.1 解法一:弹（塑）性解法
• 2.2.2 解法二:极限拉力法
• 2.2.3 解法三:改进Sarma方法
• 2.3 动荷载作用下锚索受力理论分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 压力集中型锚索三维数值模拟原理
• 3.1 FLAC-3D 的有限差分法求解的基本原理
• 3.1.1 应变速率的计算
• 3.1.2 应力的计算
• 3.1.3 速度和位移的计算
• 3.1.4 不平衡力的计算
• 3.2 压力集中型锚索结构特征
• 3.3 压力集中型锚索的模拟原理
• 3.3.1 钢绞线的模拟
• 3.3.2 承载板的模拟
• 3.3.3 砂浆体的模拟
• 3.3.4 外锚头的模拟
• 3.4 本章小结
• 第四章 地震荷载作用下压力集中型锚索数值模拟分析
• 4.1 数值模拟方法
• 4.2 计算模型的建立
• 4.3 人工地震波的输入
• 4.4 三维数值模拟结果分析
• 4.4.1 钢绞线受力特征分析
• 4.4.2 砂浆体受力特征分析
• 4.4.3 岩体受力特征分析
• 4.4.4 节点和单元位移与应变监测
• 4.5 地震荷载作用下压力集中型锚索受力特征分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 地震荷载作用下压力集中型锚索破坏模式分析
• 5.1 地震荷载作用下锚索破坏影响因素
• 5.1.1 锚索自身的质量因素
• 5.1.2 地震因素
• 5.1.3 环境工程地质条件
• 5.2 地震荷载作用下压力集中型锚索破坏模式分析
• 5.3 地震荷载作用下压力集中型锚索抗震性能评价
• 5.4 改善压力集中型锚索抗震性能措施
• 5.4.1 控制施工质量
• 5.4.2 添加纤维材料
• 5.4.3 提高锚筋防腐能力
• 5.5 本章小结
• 第六章 主要结论以及建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文情况