岩石锚杆界面滑移破坏的DEM数值模拟
2018-05-17,,,3
长江科学院院报 2018年5期
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(1.武汉大学 土木建筑工程学院,武汉 430072;2.武汉人才市场有限公司,武汉 430000; 3.同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092)
1 研究背景
岩体锚固技术是岩土工程的重要分支,在交通工程、矿业工程、隧道工程、水利工程等领域被广泛运用。根据锚固方式,锚杆可分为粘结型锚杆和机械型锚杆[1]。岩石粘结式锚杆主要依靠灌浆材料(砂浆、水泥、树脂等)产生的粘结力使锚杆、锚固体以及岩体结合成为一个整体。在岩体变形过程中,锚杆通过锚固体与岩体产生协调变形,利用锚杆的高强度,从而加强岩体的薄弱环节,提高岩体的整体承载力。尤春安等[2]认为锚固系统失效的主要形式是锚固体与岩体之间的界面产生滑动破坏,因此,开展岩石粘结锚杆的界面力学特性和破坏机制研究,对于正确指导工程实践具有重要意义。
锚杆拉拔试验是揭示锚固体荷载传递及破坏机制的有效手段。国内外许多研究者开展了锚杆拉拔试验研究,取得了较为丰富的成果[3-4]。在荷载传递方面:张永兴等[5]对普通锚杆进行了室内拉拔试验,指出界面剪应力沿锚固段呈逐渐衰减分布; Farmer[6]认为在较小张拉荷载作用下,锚杆轴力和界面剪应力从荷载作用点到锚杆里端以指数形式衰减;杨松林等[7]认为锚杆受到张拉荷载时,传力深度远小于实际工程中锚杆的设置长度。在锚固强度和破坏机制方面:陈妙峰等[8]指出锚杆的抗拔性能很大程度上受粘结材料强度和锚杆几何尺寸的影响;……
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