[發明專利]一種考慮圍壓條件的土層錨桿極限抗拔力的計算方法在審
| 申請號： | 202011306406.4 | 申請日： | 2020-11-20 |
| 公開（公告）號： | CN114519247A | 公開（公告）日： | 2022-05-20 |
| 發明（設計）人： | 董捷;孫京華;陶春晨;錢任 | 申請（專利權）人： | 河北建筑工程學院 |
| 主分類號： | G06F30/20 | 分類號： | G06F30/20;G06F119/14 |
| 代理公司： | 天津漿果知識產權代理事務所(普通合伙) 12240 | 代理人： | 王龑 |
| 地址： | 075000 河*** | 國省代碼： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 考慮 壓條 土層 極限 抗拔力 計算方法 | ||
本發明公開了一種考慮圍壓條件的土層錨桿極限抗拔力的計算方法，包括以下步驟：彈性狀態下極限外荷載求解、彈性狀態下錨?土界面正應力求解、錨?土界面模型塑性半徑與外荷載之間的關系、彈塑性狀態下錨?土界面正應力分析。本發明通過對土層錨桿拉拔過程中錨?土界面進行受力分析，考慮土層錨桿所受應力狀態，分析計算土層錨桿在不同圍壓條件下極限抗拔力的取值，本發明通過對土層錨桿單元體進行受力分析，得到考慮圍壓條件下錨桿承載力計算模型。利用該計算方法可預測錨桿極限承載力，對全長粘結式錨桿的設計和施工具有重要的意義。
技術領域
本發明屬于巖土錨固工程領域，具體涉及一種考慮圍壓條件的土層錨桿極限抗拔力的計算方法。
背景技術
由于土體本身的復雜性及錨固形式的多樣性，導致土層錨桿承載機理理論分析研究遠滯后于工程實踐經驗。目前沒有完全合理的數學及力學模型對巖土錨固機理進行計算和分析。
大量試驗研究表明，土層錨桿在服役過程中，錨固體與周圍土體形成的受力系統較為復雜，其承載力主要與土層性質及外荷載有關。另外整個承載體系中錨-土界面強度是最薄弱的，因此研究界面的應力的分布規律和傳遞性就非常重要，通過分析界面應力可以得出錨固體系的破壞層和最大的抗拔力。
在我國現行的土層錨桿設計規范中，一般情況下在進行土層錨桿承載特性分析時，假定土體為彈性介質，計算中不考慮圍壓對錨桿極限抗拔力的影響。基于此針對性提出一種考慮圍壓條件的土質錨桿極限拉拔力的計算方法。
發明內容
本發明為解決現有技術存在的問題而提出，其目的是提供一種考慮圍壓條件的土層錨桿極限抗拔力的計算方法。
本發明的技術方案是：一種考慮圍壓條件的土層錨桿極限抗拔力的計算方法，包括以下步驟：
ⅰ.彈性狀態下極限外荷載求解
當錨-土界面層進入屈服階段時，此時的外荷載為彈性狀態下極限外荷載，求解得到彈性極限外荷載Pe表達式：
其中，
ν為泊松比；
rb為土樣半徑；
ra錨固體半徑；
σs為土樣屈服強度；
ⅱ.彈性狀態下錨-土界面正應力求解
根據彈性力學極坐標條件下厚壁圓筒的應力表達式，考慮土層錨桿的邊界條件解得彈性狀態下錨-土界面正應力，求解得到彈性狀態下錨-土界面正應力Pa的表達式：
其中，
Pb為施加在試樣四周的外荷載；
ⅲ.錨-土界面模型塑性半徑與外荷載之間的關系
得到錨-土界面模型的塑性半徑rc與外荷載Pb之間的關系式：
ⅳ.彈塑性狀態下錨-土界面正應力分析
當土樣處于彈塑性狀態時，將試樣分成彈性狀態和塑性狀態兩部分來考慮，求得塑性條件下錨-土界面正應力：
其中，Psa為彈塑性狀態下錨-土界面正應力；
ⅴ.彈塑性條件下錨-土界面剪應力的表達式
由庫侖公式得出彈塑性條件下錨-土界面剪應力的表達式：
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