岩锚界面及其端部附近应力场奇异行为的弹性力学分析
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摘要
预应力锚索的使用效果很大程度取决于锚杆和岩体的结合程度,而锚杆和岩体的结合界面不可避免地要受界面缺陷的影响。在锚索的设计和计算过程中,现有文献对岩锚界面的应力分布的描述有一定的误差。以锚索拔出为对象建立理论分析模型,对岩锚界面端部的断裂力学行为进行了研究。结果表明,剪应力和径向应力在界面的两个端部(内端部和外端部)都有较强的应力集中现象,应力集中可能直接引起端部的破坏,而平均应力法则忽略了这一现象。所得研究结果可以直接应用于工程施工和监测中,同时,对边坡预应力锚固设计也具有实际指导意义。
The effectiveness of prestressed anchors strongly depends on the level of combination of anchors and rock. Defects,which will affect the strength of the prestressed anchor reinforced slope, are inevitable on the interface between anchors and rock. There exist some misunderstandings on the distribution of stress fields in the proximity of the interface in design and computation analysis in the present literatures. A pullout model is set up in this paper and the fracture theory is employed to analyze the singular stress fields in the proximity of the interface ends. The results show that the shear and normal stresses are singular near the two interface ends (outer and inner), and the singular stresses may result in fracture damage there,so it is unreasonable for the equilibration stress method to ignore such damage. The results may directly be used to detect and control engineering construction,and can also provide instructions to the design of prestressed anchors of soil-rock slope.
The effectiveness of prestressed anchors strongly depends on the level of combination of anchors and rock. Defects,which will affect the strength of the prestressed anchor reinforced slope, are inevitable on the interface between anchors and rock. There exist some misunderstandings on the distribution of stress fields in the proximity of the interface in design and computation analysis in the present literatures. A pullout model is set up in this paper and the fracture theory is employed to analyze the singular stress fields in the proximity of the interface ends. The results show that the shear and normal stresses are singular near the two interface ends (outer and inner), and the singular stresses may result in fracture damage there,so it is unreasonable for the equilibration stress method to ignore such damage. The results may directly be used to detect and control engineering construction,and can also provide instructions to the design of prestressed anchors of soil-rock slope.
引文
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9 傅作新，梅明荣，张燎军等. 大型船闸闸墙锚杆的分析与设计[J]. 土木工程学报，1999，32(1)：60～65
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15 杨延毅. 加锚层状岩体的变形破坏过程加固效果分析模型[J]. 岩石力学与工程学报，1994，13(4)：309～318
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