【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于预应力锚索锚固工程
，涉及基于锚索预应力损失与岩土体蠕变耦合的边坡蠕变量计算方法。
技术介绍
在解决伴随着露天矿山开采工程、高速公路工程、高速铁路工程以及大坝工程的建设而大量出现的高陡边坡稳定性问题时，预应力锚索锚固技术是解决高陡边坡加固问题的关键技术，其技术先进性、效果可靠性已为大量的工程实践所证实，并且得到了广泛的推广应用。 虽然预应力锚索在治理高陡边坡稳定性方面发挥了重要作用，阻止了不稳定坡体塌滑的发生。但是，因锚索预应力损失而导致锚固失效的高陡边坡失稳事故屡见不鲜，仅2013年就有数十起因锚索锚固失效而引发的工程事故。 预应力锚索锚固工程属于隐蔽性极强的工程，失效破坏先兆不宜发现且损失巨大，而预应力损失作为造成锚索失效破坏的关键因素，关系到锚固工程的安全性、有效性、可靠性和耐久性，是锚固工程可靠性的关键所在。因此，预应力损失是不容忽视的重大安全问题，如果预应力损失超过一...
【技术保护点】
基于锚索预应力损失与岩土体蠕变耦合的边坡蠕变量计算方法，其特征在于按照以下步骤进行：步骤1：选择土体材料和性质应比较均匀，稳定性较差的边坡；步骤2：确定边坡岩土体物理力学参数；确定岩土体的含水量W，容重r，单轴抗压强度Rc，抗拉强度Rt，变形模量Eo，粘聚力C和内摩擦角步骤3：确定岩土体蠕变曲线方程；步骤4：确定岩土体的瞬时弹性模量Eh，滞后弹性模量Ek，粘滞系数ηk；步骤5：将步骤2、步骤3、步骤4得到的参数带入耦合效应计算模型的松弛方程算出锚索应力变化与时间的关系式；步骤6：根据锚索应力变化与时间的关系式，可以计算出各个时间点的边坡蠕变量。
【技术特征摘要】
1.基于锚索预应力损失与岩土体蠕变耦合的边坡蠕变量计算方法，其特征在
于按照以下步骤进行：
步骤1：选择土体材料和性质应比较均匀，稳定性较差的边坡；
步骤2：确定边坡岩土体物理力学参数；确定岩土体的含水量W，容重r，
单轴抗压强度Rc，抗拉强度Rt，变形模量Eo，粘聚力C和内摩擦角 步骤3：确定岩土体蠕变曲线方程；
步骤4：确定岩土体的瞬时弹性模量Eh，滞后弹性模量Ek，粘滞系数ηk；
步骤5：将步骤2、步骤3、步骤4得到的参数带入耦合效应计算模型的松
弛方程算出锚索应力变化与时间的关系式；
步骤6：根据锚索应力变化与时间的关系式，可以计算出各个时间点的边坡
蠕变量。
2.按照权利要求1所述基于锚索预应力损失与岩土体蠕变耦合的边坡蠕变量
计算方法，其特征在于：所述步骤3中确定岩土体蠕变曲线方程方法为可用以下
方法得到：
选取边坡土样，在实验室内做应力随时间的变化试验，得到应力随时间的变
化曲线，根据试验曲线采用最小二乘法拟合岩土体蠕变曲线方程。
3.按照权利要求1所述基于锚索预应力损失与岩土体蠕变耦合的边坡蠕变量
计算方法，其特征在于：所述步骤3中确定岩土体蠕变曲线方程方法为可用以下
方法得到：
选取岩土体蠕变曲线方程的经验公式：
ϵ c i = P 1 · σ i P 2 · t P 3 ]]> 式中，表示i方向的蠕变应变，P1、P2、P3分别为待定参数，σi表示i方
向的偏应力，t表示时间。
4.按照权利要求1所述基于锚索预应力损失与岩土体蠕变耦合的边坡蠕变量
计算方法，其特征在于：所述步骤5中耦合效应计算模型的松弛方程
的推导过程为：首先建立耦合效应计算模型：
σ k + η k E k + E h σ · k = E k E h E k + E h ϵ k + η k E k E k + E h ϵ · k , ]]>其中Es为锚索的等效弹
性模量，考虑到锚索的初始应变ε，Eh为瞬时弹性模量，Ek为滞后弹性模量，
ηk为粘滞系数，σ为应力，对于均质岩土体，锚索体自由段长度内的锚索体预
应力均匀分布在均质岩体上，那么锚索体的弹性模量可以等效转化为：
Es＝E1As/Ar 其中，E1为锚索体实际的弹性模量，As为锚索体的面积，Ar为锚索有效
锚固范围内岩体的面积，同时考虑到锚索体和岩土体的耦合关系，则有
σ＝σS+σk，ε＝εS＝εk，可得：
σk＝σ-σS＝σ-εSES＝σ-εES 其中，σS为锚索体的应力，σk为岩土体的应力，εS为锚索体的应变，εk岩
土体的应变，
把上面这个公式耦合效应计算模型，得到锚索与岩土体质蠕变耦合效应模型
的本构方程：
σ + η k E k + E h σ · k = E h ...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋金泉，王清标，张聪，施振跃，温小康，王辉，胡忠经，许垒，吕荣山，王天天，白云，张军贤，
申请(专利权)人：山东科技大学，蒋金泉，王清标，
类型：发明
国别省市：山东;37
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