[發(fā)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?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(lián)德佳為知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 52123
• 代理人: 石誠

本發(fā)明公開了一種巖質邊坡非預應力錨索有效錨固長度的計算方法，先建立非預應力錨索灌漿體周圍巖體破壞體模型；建立灌漿體周圍巖體速度場，推導滑移面內能損耗和外力功率，并根據(jù)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；建立巖體破壞面計算單元的應力分布情況，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；結合前面推導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。該方法可應用于復雜多變且各工程條件具有不確定性的巖質地質條件下，依據(jù)塑性力學極限分析法建立力學模型，得出錨桿周邊巖體破壞時的荷載分布規(guī)律，并通過系統(tǒng)錨桿極限抗拔力的求解，推導出錨桿有效錨固長度進行設計。

技術領域

本發(fā)明涉及一種巖質邊坡錨索有效錨固長度的計算方法，特別是一種巖質邊坡非預應力錨索有效錨固長度的計算方法。

背景技術

目前，錨索支護已經(jīng)成為我國工程基坑支護方案中的第一選擇。面對這一現(xiàn)象，國內外研究學者對該技術的理論研究進行大量定性或定量的分析工作，如室內試驗、室外試驗、理論探討。但對錨索機理的研究和探討，以及質疑和爭論從來就沒有停息過，國內外同行不僅沒有達成共識，而且認識上大相徑庭。較多的工程技術仍舊依靠統(tǒng)一的規(guī)范要求或工程經(jīng)驗進行設計或施工，缺乏理論依據(jù)，同時由于各地區(qū)的巖體本身性質復雜多變，各地區(qū)各地層的形成背景不同，各地質構造歷史也不盡相同，這些均賦予了錨索支護不同的力學性質，面對這樣一個受力復雜、差異較大的部分材料性能的賦存環(huán)境進而使錨索支護體系的錨固機理也較困難地進行準確分析。

發(fā)明內容

本專利的目的在于提供一種巖質邊坡非預應力錨索有效錨固長度的計算方法。該方法可應用于復雜多變且各工程條件具有不確定性的巖質地質條件下，依據(jù)塑性力學極限分析法建立力學模型，得出錨桿周邊巖體破壞時的荷載分布規(guī)律，并通過系統(tǒng)錨桿極限抗拔力的求解，進一步推導出錨桿有效錨固長度進行設計。

本發(fā)明的技術方案：一種巖質邊坡非預應力錨索有效錨固長度的計算方法，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(jù)塑性力學理論推導滑移面內能損耗和外力功率，并根據(jù)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(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。

前述的巖質邊坡非預應力錨索有效錨固長度的計算方法，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。

前述的巖質邊坡非預應力錨索有效錨固長度的計算方法，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；