内置锚盘扩大头锚杆承载特性模型试验研究

为揭示扩大头锚杆体系的力学性能和破坏征兆,以内置锚盘扩大头锚杆为研究对象,借助研发的一套扩大头锚杆力学性能试验装置,采用室内缩尺模型试验的方法,研究了扩大头锚固体直径、长度、内置锚盘数量对锚杆承载力的影响,获得了扩大头锚杆拉力-相对土体位移曲线、锚固体侧摩阻力与端阻力数据、杆体与锚固体的应力-应变关系曲线以及土体及锚固体破坏模式。结果表明:锚杆拉力-相对土体位移曲线具有3阶段特征,即缓慢上升段、陡然增长段及趋于平缓段;内置锚盘扩大头锚杆的抗拉承载力主要由锚固体的侧阻力与端阻力提供,侧阻力在加载初期发挥主要作用,而端阻力在加载的中后期对锚杆极限承载力的贡献率大;在加载末期,锚杆体系表现为土体整体剪切破坏和锚固体劈裂破坏两种征兆,随着锚固体直径的增加,破坏征兆由土体整体剪切破坏演化为锚固体劈裂破坏;锚固体的直径、长度和内置锚盘数量对锚杆极限承载力的影响大小排序为:锚固体直径大于锚固体长度,大于内置锚盘数量;锚杆杆体处于非均匀分布受力状态,杆体可采用变截面设计方式;在拉力作用下,锚固体处于压缩膨胀状态,内置锚盘数量的增加可有效降低锚固体膨胀劈裂的发生概率。