[發明專利]一種巖質邊坡非預應力錨索有效錨固長度的計算方法

有效

• 申請號: 201810906304.2
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號: CN108984957B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 歐陽章智;梁文靜
• 申請（專利權）人: 中國電建集團貴陽勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 貴州聯德佳為知識產權代理事務所(普通合伙) 52123
• 代理人: 石誠

1.一種巖質邊坡非預應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：建立非預應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：結合步驟一建立灌漿體周圍巖體速度場，依據塑性力學理論推導滑移面內能損耗和外力功率，并根據內外功互等定理，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力分布情況，并根據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：結合步驟2和步驟3的最大拉拔力的計算式，聯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，所述沿滑移面的內能損耗為：

W_內＝c(V₂S₁+V₃S₂)cosφ

其中：

S₁—內部錨固段破壞面的側表面積，

S₂—自由段處破壞面的側表面積，

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)；

根據內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力，由假定知，破壞面上的合應力σ′_i平行于X軸，可得：σ′_n＝τ′·tanθ′、和式中，σ′_n為破壞面的法應力，τ′為破壞面滑移時產生的屈服剪應力；根據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合推導，得出非預應力錨索有效錨固長度的計算式為：

式中：

γ—非預應力錨索錨固體上覆巖體的平均容重；

2.根據權利要求1所述的巖質邊坡非預應力錨索有效錨固長度的計算方法，其特征在于：步驟1中，所述非預應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。