本文關(guān)鍵詞：基于內(nèi)聚力模型的錨桿數(shù)值模擬及有效錨固長度分析

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【摘要】：錨桿與灌漿體之間的界面粘結(jié)是保證它們能夠共同工作的基礎(chǔ)。因?yàn)殄^桿本身的抗拉強(qiáng)度很高,所以在用錨桿加固巖土體中,造成試件破壞的原因一般不是錨桿材料本身,而是因?yàn)殄^桿與灌漿體界面強(qiáng)度不夠而導(dǎo)致粘結(jié)破壞,而后者是我們不希望發(fā)生的。因此錨桿和灌漿體的界面粘結(jié)問題就需要深入討論了。本文通過以錨桿拔出試驗(yàn)研究為基礎(chǔ)對(duì)錨桿與灌漿體界面的粘結(jié)滑移行為進(jìn)行了理論分析,建立了基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的錨桿與灌漿體界面的雙線性粘結(jié)—滑移本構(gòu)模型,基于此模型將錨桿拔出破壞的過程分成4個(gè)階段來描述,并在此基礎(chǔ)上對(duì)各個(gè)階段進(jìn)行理論分析,得出了各個(gè)階段的關(guān)于界面剪應(yīng)力分布、滑移量、錨桿正應(yīng)力和抗拔承載力的計(jì)算公式。本文主要研究工作及成果如下：(1)巖石錨桿的加固效果明顯且應(yīng)用非常廣泛,因此對(duì)錨桿在巖體中的傳力機(jī)理、受力狀態(tài)進(jìn)行研究就很有意義了。本文從三個(gè)角度分別闡述了錨桿錨固的一些研究現(xiàn)狀,分別是實(shí)驗(yàn)研究,理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬這三個(gè)方面的一些現(xiàn)有的研究成果,并提出本文的主要研究內(nèi)容和技術(shù)路線。(2)介紹了本次數(shù)值模擬所用到的材料本構(gòu)關(guān)系,并提出了幾種在學(xué)術(shù)上和工程上用的比較多的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系,最后用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)得的錨桿上的應(yīng)變數(shù)據(jù)來推導(dǎo)界面的局部粘結(jié)剪應(yīng)力和局部粘結(jié)滑移量,獲得模擬模型所需要的粘結(jié)-滑移曲線,并由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到了沿不同位置變化的錨桿—灌漿體界面剪應(yīng)力變化規(guī)律,為數(shù)值模擬提供對(duì)比。(3)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到的粘結(jié)-滑移本構(gòu)曲線進(jìn)行分析,得出了錨桿—灌漿體雙線性界面粘結(jié)-滑移模型,將相應(yīng)參數(shù)輸入ABAQUS自帶的牽引—分離準(zhǔn)則中,當(dāng)然,筆者也通過采用位移擴(kuò)展準(zhǔn)則直接輸入實(shí)驗(yàn)本構(gòu)數(shù)據(jù)得到數(shù)值模擬結(jié)果作為補(bǔ)充驗(yàn)證,同時(shí)簡單介紹了內(nèi)聚力模型在數(shù)值模擬中的運(yùn)用,在此理論基礎(chǔ)上,結(jié)合ABAQUS有限元軟件,建立了模擬錨桿和灌漿體之間粘結(jié)關(guān)系的零厚度粘結(jié)層。(4)通過已建好的數(shù)值模型對(duì)錨桿與灌漿體界面粘結(jié)破壞過程進(jìn)行分析,將錨桿與灌漿體界面粘結(jié)破壞分為彈性階段、彈性-塑性階段、彈性-塑性-剝離階段、塑性-剝離階段四個(gè)部分進(jìn)行。根據(jù)本文提出的界面粘結(jié)-滑移模型,對(duì)界面的粘結(jié)剪應(yīng)力、滑移量、以及錨桿的正應(yīng)力進(jìn)行了理論推導(dǎo),并由此得到了相應(yīng)的解析解,從理論上說明了有效錨固長度的概念。最后通過數(shù)值模擬結(jié)果的驗(yàn)證來說明本文建立的界面粘結(jié)-滑移模型可以較好地與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象吻合,而理論推導(dǎo)的結(jié)果也能夠和數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)應(yīng)上就進(jìn)一步證明本文對(duì)錨桿拔出過程的理論推導(dǎo)的意義,筆者也嘗試采用三線性本構(gòu)關(guān)系對(duì)理論推導(dǎo)進(jìn)行進(jìn)一步的討論,相信能為后續(xù)相關(guān)研究提供基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU476

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊靜;何江達(dá);;有限元子結(jié)構(gòu)式研究錨桿回彈效應(yīng)[J];中國水運(yùn)(下半月);2009年03期

2 朱浮聲,鄭雨天,王泳嘉;全長錨固式錨桿桁架的成拱理論[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);1993年03期

3 王剛;吳學(xué)震;蔣宇靜;黃娜;;大變形錨桿-圍巖耦合模型及其計(jì)算方法[J];巖土力學(xué);2014年03期

4 郝躍天;何唐鏞;;離散元法中檢索及錨桿問題[J];西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào);1990年01期

5 朱浮聲;管縫式錨桿的軸向受力特征[J];東北大學(xué)學(xué)報(bào);1995年03期

6 張志國;肖明;;地下洞室三維彈塑性動(dòng)力顯式有限元錨桿模擬[J];水力發(fā)電學(xué)報(bào);2012年04期

7 蘇霞;李仲奎;;錨桿拉拔力影響因素的數(shù)值試驗(yàn)研究[J];工程力學(xué);2006年02期

8 舒谷生;彭文祥;何忠明;;全長粘結(jié)式錨桿拉拔試驗(yàn)的數(shù)值實(shí)現(xiàn)[J];科技導(dǎo)報(bào);2009年12期

9 陳廣峰,米海珍;黃土地層中錨桿受力性能試驗(yàn)分析[J];甘肅工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年01期

10 沈章春;;底板考慮錨桿有利作用的計(jì)算方法[J];江西建材;2014年10期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 張玉軍;;錨桿表面粗糙程度、外端部約束狀態(tài)及布置方向?qū)χёo(hù)效果的影響[A];巖石力學(xué)在工程中的應(yīng)用——第二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1989年

2 趙海云;侯朝炯;張少華;;測(cè)力錨桿特性研究[A];第十二屆全國煤礦自動(dòng)化學(xué)術(shù)年會(huì)論文專輯[C];2002年

3 許建平;;縫管錨桿受力分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[A];巖石力學(xué)在工程中的應(yīng)用——第二次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1989年

4 張向陽;沈俊;陳安敏;賀永勝;徐景茂;孔福利;;不同形式荷載作用下洞室錨桿受力分析[A];第十二屆海峽兩岸隧道與地下工程學(xué)術(shù)與技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2013年

5 文志杰;石永奎;崔增娣;王榮超;;全長黏結(jié)型預(yù)應(yīng)力錨桿受力特性研究[A];巖石力學(xué)與工程的創(chuàng)新和實(shí)踐：第十一次全國巖石力學(xué)與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2010年

6 文志杰;石永奎;崔增娣;王榮超;;全長黏結(jié)型預(yù)應(yīng)力錨桿受力特性研究[A];第2屆全國工程安全與防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2010年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 高冰;支護(hù)，向高水平邁進(jìn)[N];中國煤炭報(bào);2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 秦超超;基于內(nèi)聚力模型的錨桿數(shù)值模擬及有效錨固長度分析[D];廣東工業(yè)大學(xué);2016年

2 張鳳;3D-FSM間接邊界元法中錨桿單元模型建立與模擬方法研究[D];山東科技大學(xué);2007年

3 梁廣昌;簡諧波作用下錨桿數(shù)值模擬分析[D];廣東工業(yè)大學(xué);2013年

4 姚顯春;隧洞全粘結(jié)式錨桿受力分析與數(shù)值仿真試驗(yàn)研究[D];西安理工大學(xué);2005年

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