单自由面锚固体单向加载破坏特征和 锚杆荷载规律研究

• 作者: 叶海旺 李宁 池秀文 王其洲 陈东方 雷涛
• 来源期刊: 采矿与安全工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 锚固体 破坏特征 锚杆轴力 锚杆弯矩 单自由面 数值模拟
• 年，卷（期）: 2020,（4）
• 页码范围: 665-673
• 页数: 9页
• 分类号: TD353
• 语种: 中文
• DOI: 10.13545/j.cnki.jmse.2020.04.003

摘要

针对岩石与锚杆形成的锚固复合体,基于实验室单轴压缩实验结果,建立岩石试样单轴压缩数值模型,校验强度参数与塑性剪应变定量关系,确定应变软化力学参数;优化Flac3D中Pile结构单元预应力锚杆构建步骤,建立单自由面锚固体数值模型,剖析锚固体在单向加载条件下的内部破裂特征,揭示在加载全过程中的锚杆轴向荷载及弯矩变化规律.研究表明:由锚杆预应力产生的压应力区按椭球形分布,且压应力在锚固范围内具有双峰值特征;锚杆促使锚固体内部产生共轭剪切破坏带,且共轭剪切带与水平面夹角出现增大趋势,并在临空面浅部出现对称分布的次破裂面;杆体轴向荷载和弯矩分布均具有显著阶段特征;在峰前塑性应变阶段,杆体轴力和弯矩小幅增加,且均以靠近锚杆外锚固端的杆体为主;在峰后软化阶段,杆体轴力和弯矩显著增大,锚杆荷载特征由单纯轴向拉应变突变为拉、弯、剪综合受力状态,且靠近内锚固端杆体弯矩剧烈变化.