【技术实现步骤摘要】
多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法
[0001]本专利技术属于岩土锚固工程
,具体涉及一种多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法。
技术介绍
[0002]扩底锚杆极限抗拔承载力主要受以下几个因素的影响:普通锚固段长度、扩大头埋深、扩大头直径、扩大头段长度,土体粘聚力及土体内摩擦角等。
[0003]以往在研究扩底锚杆极限抗拔承载力的研究过于经验化与简化,实际工程中,因受到地层属性、灌浆压力以及施工工艺等因素影响,采用理论计算方法有时难以获得抗剪强度的可靠取值且没有全面反映扩底锚杆的主要因素,例如,扩底锚杆的自重,接触面围压的线性变化和土体的弹性变化。
技术实现思路
[0004]本专利技术为解决现有技术存在的问题而提出,其目的是提供一种多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法。
[0005]本专利技术的技术方案是:一种多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法,包括以下步骤:
[0006]ⅰ
.计算锚杆重力;
[0007]ⅱ
.计算得到锚杆变截面桩端阻力;
[0008]ⅲ
.计算得到多阶锚固段远处的平均压力;
[0009]ⅳ
.计算得到多阶锚固段与土体接触面的法向应力;
[0010]ⅴ
.计算得到锚固段侧摩阻力;
[0011]ⅵ
.计算得到多阶竖向扩底锚杆极限抗拔承载力及位移;
[0012]ⅶ
.计算得到边坡横向二阶扩底锚杆极限抗拔承载力。r/>[0013]更进一步的,步骤
ⅰ
计算锚杆重力,具体过程如下:
[0014]依据锚杆所在段数以及锚杆分段,结合锚杆的直径和长度,得到锚杆重力的表达。
[0015]更进一步的,步骤
ⅱ
计算得到锚杆变截面桩端阻力,具体过程如下:
[0016]首先,计算锚杆变截面桩端的压力;
[0017]然后,依据得到的压力值,计算得到锚杆变截面桩端阻力。
[0018]更进一步的,在计算锚杆变截面桩端的压力时,首先要将锚杆分类,判断锚杆属于水平锚杆还是竖向锚杆,对水平锚杆和竖向锚杆分别计算锚杆变截面桩端的压力。
[0019]更进一步的,步骤
ⅲ
计算得到多阶锚固段远处的平均压力,具体过程如下:
[0020]首先,锚杆中锚固段上的围压与土体自重应力一致成线性变化;
[0021]然后,使锚固段的静止土压力总量不变,则土压力强度均匀分布;
[0022]再后,得到土压力的具体表达;
[0023]最后,得到围压的具体表达。
[0024]更进一步的,步骤
ⅳ
计算得到多阶锚固段与土体接触面的法向应力,具体过程如下:
[0025]首先,基于弹性平面求解锚土界面径向应力;
[0026]然后,在固定围压下,计算锚土接触面相应的法向应力。
[0027]更进一步的,步骤
ⅴ
计算得到锚固段侧摩阻力,具体过程如下:
[0028]基于步骤
ⅳ
中得到的法向应力,计算得到锚固段的侧摩阻力。
[0029]更进一步的,步骤
ⅵ
计算得到多阶竖向扩底锚杆极限抗拔承载力及位移,具体过程如下:
[0030]首先,基于步骤
ⅴ
得到的锚固段侧摩阻力,计算得到多阶竖向扩底锚杆极限抗拔承载力;
[0031]然后,由锚杆荷载传递基本方程,得到锚固段位移。
[0032]更进一步的,步骤
ⅶ
计算得到边坡横向二阶扩底锚杆极限抗拔承载力,具体过程如下:
[0033]首先,得到多阶竖向扩底锚杆极限抗拔承载力;
[0034]然后,结合考虑影响介入项;
[0035]最后,得到横向二阶变截面扩底锚杆极限抗拔承载力的计算方法。
[0036]更进一步的,所述影响介入项包括以下具体项:
[0037]a.边坡锚杆初始距离坡顶的高度;
[0038]b.锚杆倾斜角度;
[0039]c.围压与接触面的角度;
[0040]d.锚杆重力的分力;
[0041]e.水平锚杆倾斜对变截面桩端压力的影响。
[0042]本专利技术的有益效果如下:
[0043]本专利技术以扩底锚杆为例,以现场锚杆深度围压变化及无固定边界,考虑到实际土体自重应力变化,基于弹性平面分析锚土界面径向应力,采用土体摩尔库伦准则,计算锚杆各部分的侧摩阻力,考虑变截面土体单元的极限应力状态,计算变截面桩端阻力,同时考虑大埋深锚杆的重力影响因素,提供多阶变截面扩底锚杆极限抗拔承载力和位移计算。
[0044]本专利技术为多阶变截面扩底锚杆极限抗拔承载力和位移计算提供了便利和准确性,并且为计算边坡扩底锚杆承载力提供参考。
附图说明
[0045]图1是本专利技术的方法流程图;
[0046]图2是本专利技术中竖直二阶扩底锚杆示意图;
[0047]图3是本专利技术中锚土界面弹性分析示意图;
[0048]图4是本专利技术中边坡水平二阶扩底锚杆示意图;
[0049]图5是本专利技术中案例一数值模拟模型示意图;
[0050]图6是本专利技术中案例一数值模拟荷载位移曲线示意图。
具体实施方式
[0051]以下,参照附图和实施例对本专利技术进行详细说明:
[0052]如图1至图6所示,一种多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法,包括以下步骤:
[0053]ⅰ
.计算锚杆重力;
[0054]ⅱ
.计算得到锚杆变截面桩端阻力;
[0055]ⅲ
.计算得到多阶锚固段远处的平均压力;
[0056]ⅳ
.计算得到多阶锚固段与土体接触面的法向应力;
[0057]ⅴ
.计算得到锚固段侧摩阻力;
[0058]ⅵ
.计算得到多阶竖向扩底锚杆极限抗拔承载力及位移;
[0059]ⅶ
.计算得到边坡横向二阶扩底锚杆极限抗拔承载力。
[0060]步骤
ⅰ
计算锚杆重力,具体过程如下:
[0061]依据锚杆所在段数以及锚杆分段,结合锚杆的直径和长度,得到锚杆重力的表达。
[0062]步骤
ⅱ
计算得到锚杆变截面桩端阻力,具体过程如下:
[0063]首先,计算锚杆变截面桩端的压力;
[0064]然后,依据得到的压力值,计算得到锚杆变截面桩端阻力。
[0065]在计算锚杆变截面桩端的压力时,首先要将锚杆分类,判断锚杆属于水平锚杆还是竖向锚杆,对水平锚杆和竖向锚杆分别计算锚杆变截面桩端的压力。
[0066]步骤
ⅲ
计算得到多阶锚固段远处的平均压力,具体过程如下:
[0067]首先,锚杆中锚固段上的围压与土体自重应力一致成线性变化;
[0068]然后,使锚固段的静止土压力总本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法,其特征在于:包括以下步骤:(
ⅰ
)计算锚杆重力;(
ⅱ
)计算得到锚杆变截面桩端阻力;(
ⅲ
)计算得到多阶锚固段远处的平均压力;(
ⅳ
)计算得到多阶锚固段与土体接触面的法向应力;(
ⅴ
)计算得到锚固段侧摩阻力;(
ⅵ
)计算得到多阶竖向扩底锚杆极限抗拔承载力及位移;(
ⅶ
)计算得到边坡横向二阶扩底锚杆极限抗拔承载力。2.根据权利要求1所述的多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法,其特征在于:步骤(
ⅰ
)计算锚杆重力,具体过程如下:依据锚杆所在段数以及锚杆分段,结合锚杆的直径和长度,得到锚杆重力的表达。3.根据权利要求1所述的多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法,其特征在于:步骤(
ⅱ
)计算得到锚杆变截面桩端阻力,具体过程如下:首先,计算锚杆变截面桩端的压力;然后,依据得到的压力值,计算得到锚杆变截面桩端阻力。4.根据权利要求3所述的多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法,其特征在于:在计算锚杆变截面桩端的压力时,首先要将锚杆分类,判断锚杆属于水平锚杆还是竖向锚杆,对水平锚杆和竖向锚杆分别计算锚杆变截面桩端的压力。5.根据权利要求1所述的多阶变截面扩底锚杆的极限抗拔承载力位移计算方法,其特征在于:步骤(
ⅲ
)计算得到多阶锚固段远处的平均压力,具体过程如下:首先,锚杆中锚固段上的围压与土体自重应力一致成线性变化;然后,使锚固段的静止土压力总量不变,则土压力...
【专利技术属性】
技术研发人员:董捷,王寅辰,褚少辉,赵士永,程雪松,宫凤梧,刘晶磊,胡建林,陈洪运,
申请(专利权)人:河北省建筑科学研究院有限公司张家口市冀地工程技术有限责任公司天津大学,
类型:发明
国别省市:
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