三向应力组合条件下的锚板拉拔特性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着我国大力兴建基础设施，对交通、能源、水利和城市基础设施建设力度的加大，岩土锚固展示出十分广阔的应用前景。岩土锚固作为岩土工程领域的重要分支，能够充分地调动和提高岩土体的自身强度和自稳能力，缩小结构物体积和减轻结构物自重，节约工程原料，有利于施工安全。

锚杆支护作为锚固技术的一种重要手段，因其自身所独具的特点，已被广泛应用于边坡、基坑、矿井、隧洞、坝体、抗倾、抗浮结构等工程建设中并取得了良好的加固效果。

锚杆支护技术是通过埋设在地层中的受拉杆件，将工程结构物与地层中的稳固岩层或土层紧密地连接在一起，依靠锚杆与孔壁周边地层的抗剪强度传递结构物的拉力，从而使地层自身得到稳固，被加固岩土体的强度及应力状态得到增强与改善，达到维持结构物和岩土体稳定性的目的。锚杆支护形式的结构为锚头，自由段和锚固段。锚头是将整个锚杆锁定在锚头外露端稳定结构物上的组合结构；自由段用于连接锚固段岩土体与外锚结构物的部分，作用是方便力的传递；锚固段是插入深层岩土体的一段通过注浆而凝结成的坚硬结实部分，利用坚硬结实体与周边土体的摩擦作用传递锚杆所受的拉力，达到稳固岩体的作用。在工程实践中，土层锚杆的结构形式有很多种。按是否施加预应力可分为预应力锚杆和非预应力锚杆;按锚固方式的不同可分为摩擦型锚杆、粘结型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆;按照锚固体传力方式的不同可分为压力型锚杆和拉力型锚杆;按照锚固体结构形态的不同可分为圆柱形锚杆、端部扩大型锚杆和连续球体型锚杆等。

2. 研究的基本内容与方案

1. 研究内容

根据实际工程中锚板的板土相互作用机理与承载机理受三向应力状态影响很大，课题组开发了可视化三向加载拉拔试验箱。试验箱顶部、侧面与后面分别安装了液压加载系统，通过控制油压大小实现三向不同的压力；正面安装了透明亚克力板以实现拉拔过程的可视化。使用锚杆拉拔仪实现力控制，使用步进电机实现位移控制。在模型试验中，运用图像位移测量系统piv、土压力盒等测试手段记录锚板拉拔过程中位移和土压力变化情况。

具体研究内容包括：

(1). 结合实际工程中不同的三向应力组合条件，确定加载方案，开展锚板板土相互作用机理与承载机理的模型试验。加载方案要充分考虑锚板应用工程的不同而造成的应力组合条件，如基坑与挡土墙中水平布置的锚板（锚板平行方向为最大主应力）、端部扩大头抗拔锚杆（锚板垂直方向为最大主应力）、边坡/斜坡中的伞型锚等。

3. 研究计划与安排

第1-2周。搜集、查阅及整理关于锚板拉拔、锚固机理的中英文文献资料，在导师的指导下学习abaqus数值模拟软件，对所研究的内容有清晰的理解。

第3-4周。完成毕业论文的开题报告及外文翻译，着手三维模型建模。

第5-8周。进行abaqus数值模拟工作，建模，并根据加载方案进行加载。

4. 参考文献（12篇以上）

参考文献

1. elsawwaf m, nazir a. the effect of soil reinforcement on pullout resistance of anexisting vertical anchor plate in sand[j]. computers and geotechnics, 2006,33(3): 167-176.

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