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FLAC3D中锚杆剪切断裂的数值实现与应用

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【作者】 张志强刘银赵梓彤李化云

【Author】 ZHANG Zhiqiang;LIU Yin;ZHAO Zhitong;LI Huayun;Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering, Ministry of Education,Southwest Jiaotong University;School of Civil Engineering, Architecture and Environment, Xihua University;

【机构】 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室西华大学土木建筑与环境学院

【摘要】 针对地下工程中锚杆剪切断裂这一常见问题,提出锚杆在剪切荷载作用下的全过程形变力学模型,并基于FLAC3D软件平台,采用FISH语言将该力学模型嵌入PILE单元,得到修正的PILE结构单元。分别采用原始PILE单元与修正PILE单元,进行锚杆剪切试验与单弱面层状岩体隧道锚杆支护的对比分析。结果表明:修正单元可以实现锚杆在剪切荷载作用下的塑性变形与断裂,即当剪力达到抗剪能力极限值时,锚杆进入塑性残余变形阶段;当剪切应变达到极限剪切应变时,锚杆剪切破断,杆体的轴力和剪力突变至0并保持恒定;在进行围岩稳定性分析时,对于承受较大剪力的锚杆而言,无需考虑锚杆的剪断效应会同时夸大锚杆的抗拉与抗剪支护能力;单弱面层状岩体中,锚杆剪断会弱化支护系统对围岩形变的约束能力,但锚杆的剪断位置以及约束能力减弱的程度与层理面的倾角有关。

【基金】 国家自然科学基金资助项目(51678503,51878572);国家自然科学基金青年基金资助项目(51608450)
  • 【分类号】U455.7
  • 【下载频次】43
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