[發(fā)明專利]一種巖質(zhì)邊坡非預(yù)應(yīng)力錨索有效錨固長度的計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810906304.2
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108984957B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐陽章智;梁文靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電建集團貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 貴州聯(lián)德佳為知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 52123
• 代理人: 石誠

1.一種巖質(zhì)邊坡非預(yù)應(yīng)力錨索有效錨固長度的計算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：建立灌漿體周圍巖體破壞體模型：建立非預(yù)應(yīng)力錨索灌漿體周圍巖體破壞體模型；

步驟2：以破壞面速度場確定錨索的極限抗拔力：結(jié)合步驟一建立灌漿體周圍巖體速度場，依據(jù)塑性力學理論推導滑移面內(nèi)能損耗和外力功率，并根據(jù)內(nèi)外功互等定理，推導出錨索所能承受的最大拉拔力的計算式；

步驟3：以巖體破壞面的計算單元確定錨索的極限抗拔力：建立巖體破壞面計算單元的應(yīng)力分布情況，并根據(jù)力的平衡條件推導錨索所能承受的最大拉拔力計算式；

步驟4：建立錨索有效錨固長度計算方法：結(jié)合步驟2和步驟3的最大拉拔力的計算式，聯(lián)合推導得到錨索有效錨固長度的計算式；

所述計算方法的具體方法如下：

步驟2中，所述沿滑移面的內(nèi)能損耗為：

W_內(nèi)＝c(V₂S₁+V₃S₂)cosφ

其中：

S₁—內(nèi)部錨固段破壞面的側(cè)表面積，

S₂—自由段處破壞面的側(cè)表面積，

L₁—錨固段有效長度，L₁tanθ₁＝L₂tanθ₂；

c—錨索錨固體所在巖體的抗剪強度；

φ—錨索錨固體所在巖體的內(nèi)摩擦角，θ₁、θ₂—巖體破壞面傾角，

V₂、V₃—分別為錨固段破壞體、錨索自由段下滑速度；

所述外力功率為：

W_外＝[F-(W₁+W₂)sinα]V₁

其中：

W₁—錨固段椎體重量，

W₂—自由段椎體重量，

V₁＝V₂cos(θ₁-φ)＝V₃cos(θ₂-φ)；

根據(jù)內(nèi)外功互等定理原理得：

由上式可得最大拉拔力：

所述步驟3中，是沿X軸的錨索軸線方向選取單元計算體，該單元破壞面的傾角為θ′，σ′_i為該滑移破壞面的合應(yīng)力，由假定知，破壞面上的合應(yīng)力σ′_i平行于X軸，可得：σ′_n＝τ′·tanθ′、和式中，σ′_n為破壞面的法應(yīng)力，τ′為破壞面滑移時產(chǎn)生的屈服剪應(yīng)力；根據(jù)力的平衡條件推導錨索所能承受的最大拉拔力：

步驟4中，是將步驟2和步驟3的最大拉拔力的計算式聯(lián)合推導，得出非預(yù)應(yīng)力錨索有效錨固長度的計算式為：

式中：

γ—非預(yù)應(yīng)力錨索錨固體上覆巖體的平均容重；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖質(zhì)邊坡非預(yù)應(yīng)力錨索有效錨固長度的計算方法，其特征在于：步驟1中，所述非預(yù)應(yīng)力錨索灌漿體周圍巖體破壞體模型是由與注漿體直接黏結(jié)的筋體錨固段、自由段和錨頭組成，灌漿體周圍巖體破壞類似一個仿椎體。