武汉岩土所在隧道粘结式锚杆锚固力学机理研究方面取得进展

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

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锚杆、锚索等柔性支护措施广泛应用于隧道(洞)围岩的加固,若对锚杆锚固效应预测不当,可能引起锚杆屈服或剪切破坏,也可能导致锚杆设计过于保守,造成资源材料浪费。因此,应对锚杆-围岩相互作用机理进行深入研究,为合理的锚杆支护设计提供可靠的理论支撑。现有的关于全长粘结式锚杆的解析解,通常将围岩视为弹性体、将杆体视为刚性或将锚杆与砂浆界面接触视为刚性,与实际不相符。若考虑围岩与锚杆复杂的力学行为,需采用数值解展开分析,然而现有数值解的迭代计算过程过于繁琐、计算难度大。

针对以上问题,中国科学院武汉岩土力学研究所岩土工程抗震安全组提出了改进的全长粘结式整体锚固效应计算方法及软件,探讨了围岩质量、所处地应力、峰后应变软化特性、锚杆-砂浆界面剪切刚度、锚杆托盘刚度对锚杆受力与锚固效应的影响。计算结果显示,锚杆-砂浆界面剪切刚度对锚杆控制效果的影响程度取决于锚杆远端所处位置,当远端处于塑性区域内部时,增大剪切刚度可有效加强锚杆锚固效果,但处于弹性区域内部时,剪切刚度对锚固效应影响很小;在高应力条件下,锚杆托盘刚度在一定程度上影响了锚杆的失效形式。该研究成果为锚杆支护设计分析提出了新方法。

相关成果于近日发表在International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics上。

THE END
0.武汉大学|机构知识库锚固节理岩体流变有限元分析 摘要 更多本文考虑锚固件在节理面上的局部行为,提出了一种新的加锚节理岩体流变模型,在此基础上推导了弹粘塑性本构关系并编制了三维有限元程序.实验室试验证实了模型的合理性.对某工程船闸闸首进行分析,得出了有关应力和变形及稳定性的认识. 基金 更多 [1]国家自然科学基金 [2]中国长江三峡开发总公司资助项 jvzquC41qrkok{3yjw4ff~3ep1GdjrjxgokovMjvckr0XRUa3:ic7mk:/:j7;699;33:699/5d=78
1.加锚节理岩体流变模型及三维弹粘塑性有限元分析期刊加锚节理岩体流变模型及三维弹粘塑性有限元分析陈胜宏 Peter EGGER 熊文林 在线阅读下载 引用 收藏 分享打印 机标关键词: 节理岩体流变模型三维弹粘塑性 在线出版日期: 2004-01-08 (万方平台首次上网日期,不代表论文的发表时间) 页数: 1 ( 41 ) 引证文献 (46) 仅看全文 排序: 发表时间 被引频次查看被引jvzquC41f0}bpofpifguc7hqo0io1yjtkqjjejq1un~c3B>:2;61:
2.加锚节理岩体的弹~粘塑性有限元计算摘要: 本文分析了锚杆对节理岩体的作用机制,探讨了加锚节理面抗拉、抗剪性能的改善,导出了加锚节理岩体的本构方程.在分析锚杆、节理、岩块联合工作的基础上,编制了三维非线性有限元程序,为锚杆的工程应用提供了一个分析的途径. doi: 10.3969/j.issn.1008-0112.2001.03.005 关键词: 锚杆 岩体加固 有限元 作者jvzquC41f0}bpofpifguc7hqo0io1Yjtkqjjejq1ifymum72236429:
3.基于弹塑性理论的节理处锚杆剪切变形机理分析①研究节理面处锚杆的剪切变形机制,建立了节理岩体中锚杆的受力模型,对锚杆在节理面处的剪切变形 进行了理论分析,利用单位载荷法推导了节理面处锚杆竖向位移与载荷,节理宽度,材料性质间的关系.理论分析表明,节 理岩体中锚杆的剪切变形过程为:小挠度变形阶段,弹塑性剪切变形阶段,塑性铰阶段;剪切变形至塑性铰阶段时,节理jvzq<84m{ii/jwzuv0kew7hp1en0tnffgt5dtnfvgaveh7furzEgkujapqC32:;25263(stwtpgmari?m{md{s+{gcx`kmB423<
4.成果检索加锚节理 岩质高边坡 加固塑性极限分析 摘要 更多 本文在已有研究成果的基础上,对岩质高边坡的加固机理及其设计方法进行了较为系统的研究.主要研究内容包括以下三个方面.第一,应用弹粘塑性有限元法研究分析了预应力锚索锚根段的应力分布规律,初步探讨了预锚措施的作用机理,为加锚节理岩体的等效模拟提供了依据.第二jvzquC41qrkok{3yjw4ff~3ep1GdjrjxgokovMjvckr0fnltgge76jfedc:.ckig/6:456gg5:3b9nhhc:=64nf
5.锚杆在节理岩体中的加固作用机理和锚固效应分析及应用学位试验得出了断裂韧性K<,IC>随锚固位置系数D变化的规律,加锚后试件断裂韧性可以提高50﹪~135﹪.并将试验得到的关于锚杆的增韧止裂作用效果反映到多裂隙岩体三维弹塑性损伤本构方程中,应用于厦门东通道工程跨海通道主体工程第三轴线暗挖隧道的稳定性分析.计算结果表明:在断裂损伤数值计算中考虑锚杆对裂隙的增韧止裂作用jvzquC41f0}bpofpifguc7hqo0io1]mguky0[>96;46
6.成果检索张君禄.加锚节理岩体弹粘塑性有限元计算及时步自适应研究[D].武汉:武汉大学,1987. MLA 张君禄.加锚节理岩体弹粘塑性有限元计算及时步自适应研究.Diss.武汉大学,1987. APA 张君禄.(1987).加锚节理岩体弹粘塑性有限元计算及时步自适应研究.(Doctoral dissertation,武汉大学). jvzquC41qrkok{3yjw4ff~3ep1GdjrjxgokovMjvckr0fnltggef6j;3366.7:ge/67446f4hh36;jj556>5c;6
7.加锚节理岩体的锚固机理及应用研究加锚节理岩体的锚固机理及应用研究,节理岩体,节理面,数值模拟,边坡优化设计,边坡监测,当前,预应力锚固技术以其支护效果显著、施工快捷方便的优势而广泛应用于岩土工程中。尤其在地下洞室、高边坡加固、隧道工程中应用jvzquC41ycv/ewpk0pku1uzpygt.397382<1:=3jvor
8.边坡锚固结构及设计计算讲解,信息量很大哦!挤压加固作用机理 在弹性体上安装具有预应力的锚杆时,弹性体内形成以锚杆两头为顶点的锥形体压缩区,若将锚杆以适当间距排列,可使相邻锚杆的锥形体压缩区相互重叠,即形成一定厚度的连续压缩带。 五、锚固要素分析 边坡锚固通常采用水泥砂浆(或水泥浆、化学浆液、树脂等)将一组杆体(钢筋或钢丝束等)锚固在边坡地层的钻孔jvzquC41ouk/zjzcv0kew7hp1ktgq86272523@70jvs
9.岩体工程有限单元分析中的节理单元岩体工程有限 单元分析 中的 节理单元 殷有泉 张宏 北京大学 在岩体工程的有 限单 元 分析 中 , 为 描述 节理 , 断层和断 层带的不 连续性质使用 等人山提 出的 节理单元时 , 问 题的解答具 有不 确定 性这是 因为 当节理 面 内的剪 应 力分量 超 出库伦 摩擦条件 所 允许 的极 限值 时 , jvzquC41rwht0lxvco4ptp3ep1jbvj4ctvodnn4gzrusv6ufhAoe?vnga3946?5
10.岩土工程自适应锚位技术有限元分析【摘要】文章基于有限元理论对岩土工程锚固技术的特点加以分析,着重探讨自适应锚固技术结构体系的设计方法及具体应用,可供相关研究参考。 【关键词】锚固;岩土工程;有限元分析 1自适应有限元理论概述 自适应有限元理论要想判断是否具有足够的精度,必须参考计算所得的误差信息。换言之,误差较大的区域可以应用自适应有限jvzquC41yy}/dj~ycvii0ls1iqtheqjpin{oyns1{ctuwptpienfppqwpyko1:;8:7=/j}rn
11.张波2.开发了方便实用的岩体水压致裂实验设备,研究并发展了岩体水压致裂技术。 3.发展了不良岩/土体锚固、注浆等加固机理及实施技术。 4.实现了大跨度钢管混凝土拱桥无揽风情况下的高精度合拢及地震响应分析。 发表的主要文章: [1]J. Zhang, B. Zhang*, B. Liu, et al., Investigation on the influence of thjvzquC41yy}/vsxn0ujv0niw0et0kwkq139498654;6/j}r
12.有限元法在岩土工程中的应用和基本原理分析有限元法在岩土工程中的应用和基本原理分析 摘要:本文主要介绍了在岩土工程中,有限元分析在岩土工程中的应用和基本原理,为挡土墙等工程提供了计算的依据。 关键词:有限元 岩土 应用 基本原理 1.有限元法在岩土工程中的应用 数值计算在工程领域内已经得到非常广泛应用。在岩土工程中,数值计算不但已大量应用,而且已jvzq<84yyy4vpsx0eqs0|~nzkp~jcx}k1|omkjt142782?6922612Ad359883>3jvor
13.锚固的贯通节理岩体剪切破坏特性分析维普期刊官网期刊导航 期刊评价报告已更新 期刊开放获取 下载APP 充值 会员 登录 期刊文献+ 任意字段 题名或关键词 题名 关键词 摘要 作者 第一作者 机构 刊名 分类号 参考文献 作者简介 基金资助 栏目信息 检索 高级检索 期刊导航 检索历史锚固的贯通节理岩体剪切破坏特性分析 jvzquC41skqbp7hsxkv/exr1Skqbp8Ftvkimg8IgvcomAri?93643;7379
14.岩体锚固失效机理及预应力锚固围岩承载性能研究2.软弱围岩锚杆锚固体界面渐进失效机理研究考虑软弱围岩锚杆锚固体界面剪胀效应与软化效应,提出了可有效描述界面“弹性-滑移剪胀-塑性软化-脱黏”特性的本构模型,并基于新提出本构模型,建立了锚固体界面渐进失效的全历程分析方法,得到了界面渐进失效过程中锚固体荷载传递规律及对应极限拉拔力大小,揭示了软弱围岩锚杆锚固体jvzquC41ycv/ewpk0pku1}twej5xgk4Fkuyft}fvkqt0C{ykenk039944/713>88:2;90wm0jvsm
15.成果检索是在此背景下开展研究的,主要研究内容包括: (1)在搜集国内外有关锚固措施资料的基础上,针对坝基卸荷松弛岩体的特点,研究了锚杆、锚索加固的机制和效应,重点研究了加锚节理岩体的弹粘塑性力学模型和锚杆加固后对节理岩体的抗剪效应、基于《混凝土拱坝设计规范》关于抗剪(断)安全度公式,并建立了抗剪效应的确定方法。 jvzquC41qrkok{3yjw4ff~3ep1GdjrjxgokovMjvckr0fnltggeb:?:e;;9.2n>d/6;2c6=c6:32;B7298gb2l9
16.张波2.开发了方便实用的岩体水压致裂实验设备,研究并发展了岩体水压致裂技术。 3.发展了不良岩/土体锚固、注浆等加固机理及实施技术。 4.实现了大跨度钢管混凝土拱桥无揽风情况下的高精度合拢及地震响应分析。 发表的主要文章: [1]J. Zhang, B. Zhang*, B. Liu, et al., Investigation on the influence of thjvzquC41yy}/vsxn0ujv0niw0et0kwkq1393:8=6524ivv
17.锚杆锚固对节理岩体剪切性能影响试验研究及机制分析|科研之友节理岩体施加锚杆后其剪力–位移曲线存在弹性阶段,屈服阶段及塑性变形阶段3个区段;在锚杆倾角相同的条件下加锚节理岩体的抗剪强度随节理面法向应力的增加而增大.分析试验后试件破坏形态可知,加锚节理岩体中锚杆的屈服破坏主要发生在节理面附近的区段,岩体材料由于锚杆横向的挤压作用,也会在节理面附近发生局部破坏现象.jvzquC41yy}/ulmqncxnc}j0eqs0U8Sji6NR
18.采场顶板岩层塑性破坏机理与塑性分析摘要:本文运用梁的塑性变形理论,对采场直接顶板岩层进行了塑性破坏分析,并据此建立了岩层梁处于极限承载状态时的数学模型;在分析模型的基础上,提出了相应的顶板维护措施。模型的建立对采场结构与支护设计有一定的指导意义。 关键词:理想弹塑性材料岩层梁塑性铰极限弯矩 jvzquC41jvsm0{mj|0tfv8~ululzph1jvsm1:>;32:13=3jvo