【摘 要】
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近几年随着地震灾害的频发,对地震作用下的预应力锚固技术的研究变得十分必要。其中压力分散型锚索锚固技术由于其特殊的构造和合理的受力特点,在实际工程应用中十分广泛,但
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近几年随着地震灾害的频发,对地震作用下的预应力锚固技术的研究变得十分必要。其中压力分散型锚索锚固技术由于其特殊的构造和合理的受力特点,在实际工程应用中十分广泛,但其理论研究却相对滞后,尤其是地震作用下的压力分散型锚索的动力响应研究基本是空白。论文结合国家自然科学基金项目“地震作用下边坡加固的压力分散型锚固系统的动力响应(51374163)”,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了地震作用下边坡锚索轴力放大响应规律,同时在此基础上研究了压力分散型锚索锚固段在静力和动力作用下的受力特点,并针对考虑地震效应的边坡锚索锚固力抗震设计和压力分散型锚索抗震设计提出了一些参考建议。论文主要工作及成果如下:(1)在总结压力分散型锚索锚固机理和地震作用下边坡锚固系统动态响应的研究进展基础上,指出目前边坡锚索加固设计存在的问题,提出了本文的主要研究内容。(2)基于典型锚索加固边坡模型,采用FLAC3D数值模拟方法对锚固岩质边坡在三种不同地震波以及不同震级地震波作用下锚索的受力进行了模拟,分析了边坡不同高程锚索轴力的受力情况,结果表明:锚固边坡在不同地震波作用下边坡锚索最大轴力峰值不同,EI波最小,Concrete波次之,KOBE波最大;三种不同高度的边坡在地震作用时,锚索轴力最大值均出现在坡底处;在9级地震作用时,五级边坡锚索轴力峰值随边坡高程增加而减小,六级和七级边坡锚索轴力峰值在坡底最大,坡腰和坡顶均较大,边坡坡底、坡腰和坡顶锚索震后轴力峰值较静力作用时的放大百分比分别为5.7%、3.9%、3.9%,也就是说边坡高度增加后坡顶处锚索轴力变大效果比较明显。(3)在边坡锚索轴力地震响应时程分析的基础上,对压力分散型锚索在动力作用情况下进行了数值模拟,研究了锚固段界面剪应力和注浆体轴向应力的大小和分布情况,结果表明:在地震动力作用时,压力分散型锚索锚固段受力相对静力有了明显的放大,其注浆体轴向应力和围岩注浆体界面剪应力均明显增大,注浆体轴向应力最大值相对静力放大了约1.55倍,注浆体围岩界面剪应力最大值放大了1.38倍,且沿注浆体轴向方向的分布长度都明显变大,约为1.3m,相比静力作用时的分布长度(约0.8m)明显增加。(4)基于数值模拟结果综合分析,对考虑地震效应的边坡锚索的抗震设计给出了一些建议:在进行边坡锚索锚固力抗震设计时,考虑边坡不同位置处锚索轴力放大效果不同,不同高度边坡不同部位锚索锚固力计算时的地震影响系数取值不同,在地震波烈度较大时,根据坡高适当提高坡顶处锚索锚固力大小;在进行压力分散型锚索抗震设计时,可适当增大其锚固段设计长度。
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