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FLAC^3D中锚杆剪切断裂的数值实现与应用

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FLAC^3D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。

关键词:
  • 隧道支护  
  • 锚杆  
  • pile结构单元  
  • 剪切断裂  
  • 层状岩体  
  • 围岩稳定性  
作者:
张志强; 刘银; 赵梓彤; 李化云
单位:
西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室; 四川成都610031; 西华大学土木建筑与环境学院; 四川成都610039
刊名:
中国铁道科学

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期刊名称:中国铁道科学

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