[發明專利]基于現場拉拔試驗的復合地層中預應力錨索軸力傳遞規律數學模型的構建方法

有效

• 申請號: 202110209487.4
• 申請日: 2021-02-24
• 公開（公告）號: CN112982509B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 郭盼盼;龔曉南;趙小晴;李寶建;魏支援;汪亦顯;朱成偉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E02D33/00;E02D5/74;G06F30/13
• 代理公司: 杭州天昊專利代理事務所(特殊普通合伙) 33283
• 代理人: 何碧珩

1.基于現場拉拔試驗的復合地層中預應力錨索軸力傳遞規律數學模型的構建方法，其特征在于，所述構建方法的步驟為：

(1)對復合地層中預應力錨索的漿體-巖土體界面工作性狀和荷載傳遞機理作出合理化假設與簡化；

(2)推導整個預應力錨索錨固段均未達到塑性狀態時的軸力傳遞規律方程T₁(x)；

(3)推導上部地層中預應力錨索錨固段局部范圍內達到塑性狀態時的軸力傳遞規律方程T₂(x)；

(4)推導上部地層中預應力錨索錨固段全部達到塑性狀態時的軸力傳遞規律方程T₃(x)；

(5)推導上部地層中預應力錨索錨固段全部范圍和下部地層中預應力錨索錨固段局部范圍達到塑性狀態時的軸力傳遞規律方程T₄(x)；

(6)推導整個預應力錨索錨固段均達到塑性狀態時的軸力傳遞規律方程T₅(x)；

(7)開展第一組預應力錨索現場拉拔試驗，并基于第一組預應力錨索現場拉拔試驗結果計算上部地層中預應力錨索錨固段漿體與巖土體之間的平均極限粘結強度C_upper；

(8)開展第二組預應力錨索現場拉拔試驗，并基于第二組預應力錨索現場拉拔試驗結果計算下部地層中預應力錨索錨固段漿體與巖土體之間的平均極限粘結強度C_lower；

(9)開展第三組預應力錨索現場拉拔試驗，并基于第三組預應力錨索現場拉拔試驗結果計算表征漿體-巖土體相對位移和漿體-巖土體剪切應力之間力學關系的剛度系數k；

(10)建立復合地層中預應力錨索軸力傳遞規律的數學模型。

2.根據權利要求1所述的基于現場拉拔試驗的復合地層中預應力錨索軸力傳遞規律數學模型的構建方法，其特征在于，步驟(1)中所述假設與簡化的內容具體為：

(1.1)隨拉拔力的不斷增大，復合地層中預應力錨索的漿體-巖土體界面工作性狀逐漸由彈性狀態向塑性狀態過渡；

(1.2)當復合地層中預應力錨索的漿體-巖土體界面工作性狀處于彈性階段時，復合地層中預應力錨索的漿體-巖土體相對位移和復合地層中預應力錨索的漿體-巖土體剪切應力之間的力學關系符合虎克定律；

(1.3)當復合地層中預應力錨索的漿體-巖土體界面工作性狀處于塑性階段時，復合地層中預應力錨索的漿體-巖土體剪切應力隨復合地層中預應力錨索的漿體-巖土體相對位移的增大保持不變；

(1.4)復合地層中預應力錨索的荷載傳遞機理符合彈簧-粘片力學模型。

3.根據權利要求1所述的基于現場拉拔試驗的復合地層中預應力錨索軸力傳遞規律數學模型的構建方法，其特征在于，步驟(2)中所述整個預應力錨索錨固段均未達到塑性狀態時的軸力傳遞規律方程T₁(x)的推導過程為：

整個預應力錨索錨固段均未達到塑性狀態時的漿體-巖土體剪切應力分布函數F₁(x)表達式為：

對公式(1a)在0→x范圍內進行積分，得到整個預應力錨索錨固段均未達到塑性狀態時的軸力傳遞規律方程T₁(x)為：

其中，P₁^pullout是整個預應力錨索錨固段均未達到塑性狀態時預應力錨索受到的拉拔力，范圍為

π是圓周率；

x是預應力錨索錨固段上某點至預應力錨索錨固段末端的距離；

d_gr是預應力錨索錨固段漿體的直徑；

k是表征漿體-巖土體相對位移和表征漿體-巖土體剪切應力之間力學關系的剛度系數；

E是預應力錨索鋼絞線的彈性模量；

A是預應力錨索鋼絞線的橫截面面積；

l_gr是預應力錨索錨固段總長度；

C_upper是上部地層中預應力錨索錨固段漿體與巖土體之間的平均極限粘結強度。