地震作用下锚索破坏模式

论文摘要

预应力锚索广泛用于岩土工程加固,是一种主动加固结构,并能发挥岩土体的稳定能力,是一种强有力的主动支护手段。预应力锚索在地震荷载作用下,其自身的抗震功能及对工程加固效果越来越被工程界所关注。采用理论分析、数值模拟等手段和方法对地震荷载作用下拉力集中型预应力锚索索体轴力变化、浆体的应力变化、围岩受力变化进行研究和探讨。首先通过数值模拟对预应力锚索的作用机理进行分析,分析了:不同岩体及浆体参数条件下,拉力集中性型锚索的锚索轴力、浆体拉压应力之间的差异,锚索预应力等初始条件对锚固段受力的影响。采用数值模拟方法分析模拟不同地震输入条件下索体轴向力、索体在砂浆中的位移、锚固段砂浆的应力、锚梁下伏岩土体应力、锚固段围岩的应力变化趋势和可能产生的破坏模式,为提高预应力锚索在地震荷载作用下对边坡的防护功能提供了依据。通过分析提出了地震作用下拉力型集中型锚索的破坏类型有:锚固段浆体强度不足,浆体破坏;索体本身屈服;锚头锚具破坏。综合分析拉力集中型锚索的抗震性能可知,其自由段具有良好的抗震性能,但从锚固体系来看,较之压力集中型锚索,拉力集中型锚索的抗震性能有限,建议谨慎使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 锚索的应用现状
• 1.2.2 预应力锚索荷载传递的机理
• 1.2.3 动荷载作用下预应力锚索性能研究
• 1.3 研究内容和技术路线
• 第二章 FLAC-3D 在预应力锚索数值模拟中的应用
• 2.1 FLAC-3D 用于数值模拟的基本方法
• 2.1.1 FLAC-3D 的求解流程
• 2.1.2 FLAC-3D 的网格
• 2.1.3 FLAC-3D 的本构模型
• 2.1.4 FLAC-3D 的结构单元
• 2.2 预应力锚索模拟方法
• 2.3 小结
• 第三章 拉力型锚索受力特征的数值模拟
• 3.1 拉力型锚索结构特征
• 3.2 拉力型锚索分析模型
• 3.2.1 边坡模型
• 3.2.2 锚索模型
• 3.3 锚梁下伏岩土体受力特征
• 3.3.1 锚梁下伏岩土体应力的影响因素
• 3.3.2 锚梁下伏岩土体应力的监测设置
• 3.4 锚索轴力分布特征
• 3.5 锚固段浆体受力力特征
• 3.6 锚固段围岩应力特征
• 3.7 小结
• 第四章 地震作用下拉力型预应力锚索受力特征
• 4.1 地震对拉力型锚索的作用特点
• 4.2 地震输入模拟方法
• 4.2.1 地震烈度值的选取
• 4.2.2 边界条件的限制
• 4.2.3 地震荷载的输入方法
• 4.2.4 力学阻尼的确定
• 4.3 索体的轴力动力响应分析
• 4.4 索体变形动力响应分析
• 4.5 锚固段浆体的动力响应分析
• 4.6 锚梁下伏岩土体的动力响应分析
• 4.6.1 锚梁下伏岩土体位移变化
• 4.6.2 锚梁下伏岩土体应力变化
• 4.7 内锚固段围岩动力响应分析
• 4.7.1 内锚固段围岩法向应力变化
• 4.7.2 内锚固段围岩剪切应力变化
• 4.8 小结
• 第五章 地震作用下拉力型锚索破坏模式
• 5.1 拉力集中型锚索破坏的影响因素
• 5.2 拉力集中性锚索的破坏模式
• 5.3 拉力集中型锚索的抗震性能
• 5.4 小结
• 第六章 结论与建议
• 6.1 结论
• 6.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果