考虑剪切–滑移刚度变化的纤维筋锚杆锚固性能的能量算法  被引量:4

An energy method for calculating the anchoring performance of fiber reinforced plastic bolts with varying shear-slip stiffness

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作  者:吴润泽[1,2] 刘元雪[1,2] 张裕[1,2] 胡明[1,2] 

机构地区:[1]后勤工程学院土木工程系,重庆401311 [2]后勤工程学院岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室,重庆401311

出  处:《岩石力学与工程学报》2017年第6期1504-1513,共10页Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering

基  金:重庆市基础与前沿研究一般项目(cstc2014jcyj A30014);重庆市研究生科研创新项目(CYB14103)~~

摘  要:纤维增强塑料筋锚杆具有的高强度、耐腐蚀特性使其比传统钢锚杆更具应用前景,目前其相关研究尚处于起步阶段。锚固力学特征分析对其应用于锚固工程具有直接的指导意义,对此从纤维增强塑料筋锚杆拉拔试验所得P-s曲线出发,建立锚固段剪切滑移刚度沿程变化的界面黏结–滑移本构模型,该模型包含了对锚杆材料属性、岩土体性质、围岩应力状态以及接触面性质的综合反映。结合受力平衡方程和变形协调方程,以最小势能原理为约束条件,在边界条件下,通过离散迭代求解了端部锚固锚杆在拉拔荷载作用下锚固体轴向应力、侧阻力以及相对滑移的分布演化规律,并从能量角度推导端锚条件下锚杆临界锚固长度的计算模型。算例计算结果与实际工程所测得的规律和趋势相符,验证算法的合理性。该算法能够为纤维增强塑料筋锚杆锚固系统的分析和设计提供理论参考。Fiber reinforced plastic bolts with high strength and corrosion resistance have better application prospects than the traditional ones. A constitutive model describing the bonding-slipping of the interface and considering the shear slip stiffness variation in anchorage section was established based on the P-s curve from the drawing test. The model reflects the overall properties of the bolt material,rock-soil mass,contact surface and stress state of surrounding rock. The principle of minimum potential energy was used as the constraint conditions to derive the distribution and development of the axial stress,friction and relatively slip of the anchorage body with the end anchored under the drawing load with the discrete iterative method. The calculation results agree with the monitored data and the rationality of the algorithm is verified.

关 键 词:岩土工程 纤维增强塑料筋锚杆 界面本构模型 最小势能原理 临界锚固长度 

分 类 号:TU47[建筑科学—结构工程]

 

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