石灰钉复合框架预应力锚杆支护结构抗拔承载力计算方法

为了解决软土含水量高、强度低所导致的锚杆承载力较低的问题,采用主动与被动加固相结合,提出了石灰钉复合框架预应力锚杆支护结构.对新型结构的组成进行了介绍,深入分析了该结构的工作机理;采用柱孔扩张原理分析了石灰钉膨胀作用下周围土体的附加应力场;建立了石灰钉-钉周土体的渗流固结模型,并采用分离变量法得到固结度的解析解;考虑石灰钉遇水放热所引起的温度变化,并简化为点热源传导模型,求解了温度场;依据温度变化与土体渗透系数之间的关系式,修正了土体平均固结度公式,进而得出考虑石灰钉放热、膨胀和吸水固结作用下锚杆抗拔承载力计算公式;进行了有限元数值模拟与理论解的对比分析,结果表明:(1)新型结构可以有效地降低坡体的孔隙水压力、位移及锚杆轴力;(2)有限元模拟结果与所推导的理论公式结果较为接近,验证了公式的合理性.为该新型结构在工程中的应用提供了理论支持.