倒楔形冲切破坏模式下隧道式锚碇极限抗拔承载力的上限解

摘要：

隧道式锚碇因具有减少开挖、节约投资、缩短工期、保护环境等优点在悬索桥中得到了大量应用.由于对隧道式锚碇的承载机理和破坏模式了解不够充分,有关隧道式锚碇的设计理论尚不成熟,对于如何确定隧道锚碇抗拔承载力未给出明确的意见.已有研究表明,锚塞体围岩性质较差,埋深较浅,锚塞体与围岩接触界面结合程度较好的隧道式锚碇极易发生冲切破坏;同时,因为考虑拉伸强度和局部变形影响,小而非零拉伸截断改进的M-C强度准则更适用于描述岩体的破坏特性.针对隧道式锚碇最有可能在围岩中破坏的情况,利用适于描述岩体破坏特性的拉应力小但不为0的截断修正Mohr-Coulomb强度准则,得到破坏面上单位面积能量耗散率计算公式.从塑性力学极限分析上限定理出发,构建锚碇围岩中主要出现的倒楔形冲切破坏锥体平移破坏机构,建立相应的虚功率方程;根据主缆拉拔荷载及冲切破坏锥体自重共同作用所作外功率与冲切破坏体锥面的内能耗散率相等的条件,推导出倒楔形破坏模式下隧道式锚碇极限抗拔承载力的上限解.经工程实例验证,采用本文方法求得的计算结果大于基于极限平衡理论求得的计算结果,与考虑夹持效应得到的计算结果较为接近,具有一定的可行性,能够满足工程实际应用要求.研究结果对悬索桥隧道式锚碇设计具有指导意义.

关键词：隧道式锚碇、冲切破坏、修正Mohr-Coulomb强度准则、极限分析法、极限抗拔承载力

所属期刊栏目：19

分类号：TU452(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;湖南省自然科学基金资助项目;湖南省教育厅科研资助项目

在线出版日期：2022-11-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：2941-2946