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题名基于双曲线模型的锚杆受力分析与临界锚固长度计算
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作者
朱彦鹏
娄国庆
黄安平
吴林平
成栋
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机构
兰州理工大学土木工程学院
西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心
甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室
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出处
《金属矿山》
北大核心
2024年第12期148-156,共9页
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基金
国家自然科学基金面上项目(编号:51978321)
教育部长江学者和创新团队支持计划项目(编号:IRT_17R51)。
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文摘
对于锚杆锚固技术,主要是针对岩土体等密闭空间进行施工,对锚杆锚固段的受力情况并不完全清楚,施工质量难以保证。现有的锚杆锚固段应力分布解析解相对繁琐,且现行的锚固长度设计规范和经验法做出的设计长度相对保守。为明确拉力型锚杆锚固段的受力机理并得到拉力型锚杆临界锚固长度计算方法,基于锚杆轴力和锚头位移关系的双曲线模型,通过对锚杆微元体进行受力分析,对锚杆锚固界面非线性剪切—滑移模型进行推导。依据锚杆荷载传递基本方程求解锚固段荷载传递解析解,并通过具体算例探究在锚固范围内轴力和剪应力的变化趋势及分布形式。在荷载作用下锚杆锚固界面表现出明显的弹性黏结阶段、弹塑性变形阶段和加速软化阶段3个过程。剪应力的变化趋势及分布形式与轴力有所不同,随荷载的逐步增大表现为从单调、非线性递减曲线转变为存在峰值且峰值点逐渐向锚固深度方向传递的单峰曲线。假设锚杆锚固界面处于弹性阶段时剪应力沿锚固深度方向呈倒三角形分布的简化模型,得出拉力型锚杆的临界锚固长度计算公式并对计算结果进行验证。通过相关假设求解的荷载传递方程计算简洁、形式简单,能够进一步了解拉力型锚杆锚固界面的分布形式和传递规律,通过相应简化得到的临界锚固长度计算公式为锚固长度设计提供一定的参考价值。
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关键词
双曲线模型
非线性剪切—滑移模型
荷载传递特性
倒三角分布简化模型
临界锚固长度
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Keywords
hyperbolic model
nonlinear shear-slip model
load transfer characteristics
inverted triangle distribution sim-plified model
critical anchorage length
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分类号
TD350
[矿业工程—矿井建设]
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