压力分散型锚杆与挡土墙联合加固机理及参数优化研究

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随着我国经济社会的迅速发展,加快公路建设己成为必然要求,压力分散型锚杆与挡土墙联合加固结构由于其具有结构受力合理、施工便捷、节约用地等突出优点而被越来越多的应用于公路大型边坡治理工程中。该联合加固结构通过在同一高度施加多个锚定板,提供侧向约束,提高锚杆预应力的同时还能提升挡土墙设计高度,兼具了薄壁式挡土墙与锚定板挡土墙的优点。但作为一种新型支挡结构,其相关理论研究尚不完善,特别是在挡土墙与墙后土体相互作用机理、结构内部荷载传递以及结构稳定性影响因素等方面,这也限制了该类结构的进一步发展。本文结合前人已有研究成果,通过数值计算对比分析,研究了压力分散型锚杆与挡土墙联合加固结构在边坡工程中的作用机理。通过数值分析方法,研究了锚杆数量、锚杆位置、锚定板尺寸、锚定板数量、锚定板间距、挡土墙高度、填料粘聚力等因素对压力分散型挡土墙稳定性的影响规律。通过室内模型试验,研究了压力分散型锚杆加固土质边坡时的群锚效应。具体研究内容如下:(1)压力分散型锚杆与挡土墙联合加固机理的细观数值模拟研究基于离散元理论及PFC2D数值模拟软件,分别建立挡土墙单独加固边坡模型和压力分散型锚杆与挡土墙联合加固边坡模型,监测对边坡施加上覆荷载后模型各部分细观物理力学参数变化,分析挡土墙与后侧土体土颗粒相互作用机理、挡土墙内部荷载传递机理,探究压力分散型锚杆与挡土墙联合加固结构作用机理。(2)压力分散型挡土墙稳定性影响因素的细观数值模拟研究考虑锚杆数量、锚杆位置、锚定板尺寸、锚定板数量、锚定板间距、挡土墙高度、挡土墙形式、填料粘聚力等因素,建立不同的数值计算模型,研究各因素对压力分散型挡土墙稳定性的影响规律,并进行相关参数的优化分析。(3)土质边坡加固工程中群锚效应的可视化模型试验研究针对数值模拟试验中出现的群锚效应现象,结合实际工程,设计群锚效应室内试验。通过锚杆拉拔试验,观测锚杆周边土体在外荷载作用下的变化过程,借助数字照相变形量测技术,分析产生群锚效应的锚杆周边土体变形机制,群锚效应的力学特性及影响因素。
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