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题名基于转矩法安装的预应力锚杆受力特征及承载性能研究
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作者
杨凯
刘锦超
汪波
宁其冉
王勇
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机构
西南交通大学极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室
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出处
《铁道科学与工程学报》
2025年第11期5052-5063,共12页
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基金
国家重点研发计划(2024YFF0507901)。
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文摘
为揭示转矩法下锚杆在安装过程及服役初期的拉力-扭矩联合的受力特征,探明锚杆安装后的拉伸承载强度,采用理论分析和室内试验手段,研究3、8和12.7 mm螺距参数下预应力锚杆在转矩法下的受力演变规律,揭示了不同螺距下锚杆轴力、扭矩与外扭矩的对应关系。结合试验结果与Mises强度准则推导了锚杆在服役期的强度预测公式。主要的结果如下:1)转矩法施加预应力时,杆体轴力和扭矩均与施加外扭矩之间存在线性关系,相同外扭矩下,锚杆螺距越小,所受的轴力越大,扭矩越小;2)锚杆安装完成后,杆体扭矩随外扭矩卸载下降,但仍残存部分扭矩影响其服役期承载围岩荷载的能力。安装完成后残余扭矩与外扭矩之间存在线性关系,3、8和12.7 mm螺距下锚杆对应的线性系数分别为0.58、0.455和0.316;3)锚杆在拉力-扭矩组合受力下的屈服拉力远低于轴拉状态下时的拉力(轴拉下屈服强度150 kN),3、8和12.7 mm螺距下试验锚杆屈服强度下降量分别达到40%、54%、72%。4)预应力锚杆安装后残余扭矩会影响其抗拉强度,结合Mises准则与试验结果建立了剩余锚杆抗拉强度与设计预应力间对应关系。研究结果可为转矩法下预应力锚杆的选用及强度设计提供指导。
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关键词
隧道支护
预应力锚杆
拉-扭组合受力
拉伸强度
Mises准则
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Keywords
tunnel support
prestressed bolt
tension-torsion combination load
tensile strength
Mises criterion
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分类号
U45
[建筑科学]
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