锚杆挡墙加固工程中的群锚效应初探

论文摘要

已有锚杆挡墙使用一段时间后,由于使用条件的改变,如坡顶加载,坡脚继续开挖等,或已有锚杆挡墙在施工过程中存在质量问题等因素,将导致已有锚杆挡墙实际提供的支护力不足,边坡稳定安全系数达不到规定要求,必须进行加固。已有锚杆挡墙加固过程中将会产生锚杆间距的减小,有可能导致锚杆间距不满足现有规范。如果锚杆布置的很密,岩层中应力区的重叠会引起应力叠加,从而降低锚杆极限抗拔力的有效发挥,产生我们通常所说的群锚效应。目前锚杆挡墙加固问题的研究非常有限,通过对国内外已有有关文献的大量阅读和综合分析,对锚杆挡墙加固中出现的群锚效应进行一次初步研究,根据岩石群锚系统的破坏机理及抗拔群桩承载力的分析方法,推导出群锚抗拔极限承载力的计算方法,并提出了第二减低率的相关概念。在通过FLAC3D分析软件进行岩体拉拔破坏的数值模拟分析,最后根据具体的工程实例反映群锚抗拔极限承载力的计算方法的实用性。本文是对锚杆加固过程的一次初步探讨,提出的群锚效应的相关计算方法确保了加固设计计算的安全性。本文研究的岩质边坡既有锚固工程的加固设计方法能为其他类型的既有锚固工程的加固设计方法提供方法论指导,为加固设计的理论起了补充作用。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 岩土锚固工程失稳机理及加固原因
• 1.2.1 岩土锚固工程的失稳机理
• 1.2.2 岩土锚固工程的加固原因
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本文的研究内容及其意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 2 锚固工程群锚抗拔破坏机理
• 2.1 锚杆工作机理
• 2.2 岩体中锚杆拔出的理论岩锥
• 2.3 岩石群锚系统的破坏机理
• 2.4 抗拔单锚、群锚承载力分析
• 2.4.1 抗拔单锚承载力分析
• 2.4.2 抗拔群锚承载力分析方法
• 2.5 本章小结
• 3 加固工程群锚效应的突出问题及特点
• 3.1 群锚效应基本原理
• 3.2 岩体剪切强度取值分析
• 3.2.1 节理面概率统计模型
• 3.2.2 锚固岩体等效强度参数C 、Φ值的等效方法
• 3.3 群锚效应研究
• 3.3.1 群锚效应研究现状
• 3.3.2 有待研究的问题
• 3.4 锚杆加固工程的一些特点
• 3.5 本章小结
• 4 加固工程的群锚效应计算方法
• 4.1 加固工程的群锚效应
• 4.2 加固锚杆设置问题
• 4.2.1 锚杆间距问题
• 4.2.2 应力叠加问题
• 4.2.3 新旧两种工作协调关系
• 4.3 单根锚杆抗拔极限承载力计算方法
• 4.3.1 计算模型
• 4.3.2 单锚抗拔极限承载力公式推导
• 4.3.3 T 与相关参数的分析
• 4.4 群锚抗拉极限承载力计算方法
• 4.4.1 第一、二减低率
• 2 计算方法'>4.4.2 群锚极限抗拔力第二减低率ψ₂计算方法
• 4.4.3 群锚抗拔极限承载力计算方法
• 2 与相关参数的分析'>4.4.4 第二减低率ψ₂与相关参数的分析
• 4.5 计算算例
• 4.5.1 工程概况及方案简图
• 4.5.2 算例的加固设计
• 4.5.3 两种加固方案的安全性分析
• 4.6 本章小结
• 5 群锚效应的数值模拟分析
• 5.1 引言
• 5.2 计算机程序介绍
• 5.2.1 概述
• 5.2.2 FLAC3D 特点
• 5.3 本构模型
• 5.4 数值计算模型的建立
• 5.4.1 计算参数的确定
• 5.4.2 建模过程
• 5.5 计算结果及分析
• 5.5.1 计算结果
• 5.5.2 岩体发生破坏时锚杆拉力分析
• 5.6 本章小结
• 6 工程实例及工程实用设计方法
• 6.1 工程概况
• 6.1.1 场地平面情况
• 6.1.2 地质构造及地层岩性
• 6.1.3 岩土力学设计参数
• 6.2 原边坡治理
• 6.2.1 原边坡治理方案
• 6.2.2 原边坡治理设计计算
• 6.3 锚杆加固方案常规设计
• 6.3.1 加固设计计算
• 6.3.2 加固方案
• 6.4 考虑群锚效应设计计算
• 6.4.1 工程实用设计方法
• 6.4.2 加固方案的群锚计算
• 6.4.3 最终加固方案
• 6.5 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 主要结论
• 7.2 后续研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录