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围岩变形作用下考虑杆体屈服和锚固界面滑移的全长锚固锚杆力学解析方法
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作者 王想君 李英明 +3 位作者 赵光明 孟祥瑞 范朝涛 付强 《岩土力学》 2025年第9期2687-2702,共16页
全长锚固锚杆在巷道围岩支护过程中存在杆体屈服和锚固界面滑移失效问题。为探究这两种失效模式下杆体应力传递机制,基于实际围岩变形和锚杆受力边界条件,建立了锚杆-围岩相互作用模型,推导出锚杆在支护平衡状态下杆体轴力和锚固界面剪... 全长锚固锚杆在巷道围岩支护过程中存在杆体屈服和锚固界面滑移失效问题。为探究这两种失效模式下杆体应力传递机制,基于实际围岩变形和锚杆受力边界条件,建立了锚杆-围岩相互作用模型,推导出锚杆在支护平衡状态下杆体轴力和锚固界面剪应力沿杆长分布的解析表达式。在此基础上,引入杆体拉伸应力-应变本构模型和三(二)折线黏结滑移模型,解析了全长锚固锚杆在围岩变形作用下杆体屈服和锚固界面滑移的受力分布计算方法,并通过将理论计算结果与典型隧道工程锚杆实测数据进行对比,验证了其合理性。基于该方法探讨了围岩变形、锚杆长度、界面剪切峰值强度和托盘反力对杆体轴力和界面剪应力分布的影响。研究结果表明:(1)锚杆最易在中性点处发生塑性屈服,且屈服后杆体轴力和界面剪应力不再增长,轴力分布呈现屈服平台,中性点逐渐演变为“中性段”;杆体的屈服变形量随着围岩变形、锚杆长度和托盘反力的增加而增大。(2)锚固界面滑移从孔口位置开始,并逐步向锚固远端呈现软化脱黏特征;围岩变形和锚杆长度增加使界面滑移范围明显增大,从而削弱了对围岩变形的抑制作用;提高界面剪切峰值强度和安装托盘能有效抑制锚固界面的软化脱黏行为。该研究成果对认识全长锚固锚杆支护力学特性与参数设计具有一定指导意义。 展开更多
关键词 全长锚固锚杆 围岩变形 杆体屈服 软化脱黏 受力特性
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