剪切过程中锚杆的轴向和横向作用分析

摘要：

为了分析锚杆轴向力和横向剪切力分别换算的结构面抗剪强度大小规律,依据最小势能原理的变分法,并考虑结构面剪胀特性,建立加锚结构面抗剪强度计算公式.通过加锚结构面直剪试验验证理论计算的有效性,结合理论计算公式,分析了在不同锚杆倾角下围岩强度、锚杆直径和法向应力对锚杆轴向力和横向剪切力换算的抗剪强度影响规律,以及预应力对抗剪强度的影响.结果表明:加锚结构面抗剪强度计算结果与试验结果吻合较好;当锚杆倾角逐渐增大时,锚杆轴向力发挥的抗剪强度逐渐降低,横向剪切力发挥抗剪效能逐渐增大,当锚杆倾角为120°～150°时,轴向力换算的抗剪强度基本为0,而横向剪切力换算的抗剪强度最大;随着围岩强度或法向应力的增大,锚杆轴向力换算的结构面抗剪强度减小,但随锚杆直径或预应力的增大,锚杆轴向力换算的结构面抗剪强度增大;当围岩强度和锚杆直径增大,锚杆横向剪切力换算的抗剪强度会明显增大,而预应力增大会使锚杆横向剪切力换算的抗剪强度呈现降低趋势.

关键词：节理岩体、锚杆、横向剪切力、轴向力、抗剪强度

所属期刊栏目：36

分类号：TU470(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点基础研究发展规划973项目No.2011CB013502;中国水利水电科学研究院博十研究生创新资助No.2011;流域水循环模拟与调控国家重点实验室自主研究课题资助项目No.2013ZY05.

在线出版日期：2015-03-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：143-148,155