地震作用下顺层岩质边坡锚固界面剪应力数值分析

发布时间：2017-05-18 10:22

  本文关键词：地震作用下顺层岩质边坡锚固界面剪应力数值分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国滑坡灾害频发,其中地震滑坡造成的危害尤为严重。通过锚杆支护能有效提高边坡的抗震性能,然而现阶段锚固边坡动力问题的研究还不够深入,地震作用下杆体-砂浆界面和砂浆-岩体界面上的剪应力规律研究更是罕有涉及。本文利用FLAC3D软件,以锚固顺层岩质边坡为研究对象,对全长粘结式锚杆锚固的两锚固界面上剪应力分布规律及界面破坏机理进行了数值研究,所得主要成果及结论如下:(1)对地震作用下边坡应力状态进行受力分析,坡顶易发生张拉破坏,坡脚易发生剪切破坏。地震作用下,锚固系统荷载传递途径为:危岩→浅部砂浆→杆体→深部砂浆→基岩。(2)对地震作用下杆体-砂浆界面和砂浆-岩体界面剪应力破坏机理进行模拟分析,结果表明:当存在不同岩性的锚固边坡受到地震作用时,岩性差的岩体锚固界面剪应力先达到极限值而发生界面脱粘,随时长增加,岩性好的岩体锚固界面也发生脱粘,且界面剪应力峰值分别向锚头和锚根处转移。(3)模拟分析地震动持时、幅值、频率和锚杆长度及安设角度改变时,锚固界面剪应力沿杆长的分布及变化规律。结果表明:两个界面剪应力沿杆长均呈双峰分布,即拉拔长度和锚固长度上各存在一个界面剪应力峰值。上述因素未改变两个界面剪应力沿杆长的分布形式,但对剪应力值有较大影响。研究工作的开展,对项目后续试验研究具有指导意义,也可为岩质锚固边坡的科学设计提供参考。
【关键词】：岩质边坡 锚杆 界面剪应力 地震 锚固系统
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45
【目录】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 选题背景与研究意义8-10
• 1.1.1 选题背景8-10
• 1.1.2 研究意义10
• 1.2 国内外研究现状及存在问题10-13
• 1.2.1 国内外研究现状10-12
• 1.2.2 现阶段研究中存在的问题12-13
• 1.3 本文研究内容与技术路线13-15
• 1.3.1 主要研究内容13-14
• 1.3.2 技术路线14-15
• 第二章 边坡破坏机制和锚杆锚固机理分析15-21
• 2.1 边坡形式的选择15
• 2.2 边坡的破坏机制15-17
• 2.3 锚杆锚固机理分析17-20
• 2.3.1 锚杆的分类、组成和功能17
• 2.3.2 锚固系统荷载传递机理17-20
• 2.4 小结20-21
• 第三章 FLAC~(3D)动力分析原理21-25
• 3.1 FLAC~(3D)软件介绍21-23
• 3.1.1 基本原理21
• 3.1.2 本构模型21-22
• 3.1.3 利用轴力反推界面剪应力22
• 3.1.4 动力计算流程22-23
• 3.2. 地震波的选择与输入23
• 3.2.1 地震波的选择23
• 3.2.2 地震荷载的模拟23
• 3.2.3 地震荷载输入形式23
• 3.3 阻尼形式的选择23-24
• 3.4 边界条件的设定24
• 3.5 网格划分24
• 3.6 小结24-25
• 第四章 锚固界面剪应力破坏机理数值分析25-46
• 4.1 边坡模型25-27
• 4.1.1 模型的建立25-26
• 4.1.2 监测点布置26
• 4.1.3 Kobe波波形26-27
• 4.2 坡体位移、单元应力状态及锚杆轴力分布27-29
• 4.2.1 边坡坡体位移分析27
• 4.2.2 边坡单元应力状态分析27-28
• 4.2.3 锚杆轴力分析28-29
• 4.3 杆体-砂浆界面剪应力分布规律29-37
• 4.3.1 锚杆间杆体-砂浆界面剪应力关系29-34
• 4.3.2 不同时刻杆体-砂浆界面剪应力分布34-37
• 4.3.3 结果验证37
• 4.4 砂浆-岩体界面剪应力分布规律37-44
• 4.4.1 锚杆间砂浆-岩体界面剪应力关系37-41
• 4.4.2 不同时刻砂浆-岩体界面剪应力分布41-44
• 4.4.3 结果验证44
• 4.5 小结44-46
• 第五章 锚固界面剪应力影响因素数值分析46-70
• 5.1 边坡模型46-47
• 5.1.1 模型的建立46-47
• 5.1.2 监测点布置47
• 5.1.3 简谐波波形47
• 5.2 坡体位移、单元应力状态及锚杆轴力分布47-50
• 5.2.1 边坡坡体位移分析47-48
• 5.2.2 边坡单元应力状态分析48-49
• 5.2.3 锚杆轴力分析49-50
• 5.3 锚固界面剪应力分布规律50-54
• 5.3.1 杆体-砂浆界面剪应力分布51-53
• 5.3.2 砂浆-岩体界面剪应力分布53-54
• 5.4 地震动参数对剪应力分布的影响54-63
• 5.4.1 持时的影响55-57
• 5.4.2 幅值的影响57-61
• 5.4.3 频率的影响61-63
• 5.5 锚固方式对剪应力分布的影响63-68
• 5.5.1 杆长的影响63-66
• 5.5.2 安设角度的影响66-68
• 5.6 小结68-70
• 第六章 结论70-72
• 6.1 主要结论70-71
• 6.2 展望71-72
• 参考文献72-76
• 在学期间参与的课题76-77
• 致谢77

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本文编号：375812