考虑注浆压力和土体饱和度影响的锚-土界面剪切性能试验研究

基于自制的压力注浆装置制作锚杆微元体试样,而后开展拉拔试验获得了不同注浆压力与土体饱和度下锚杆微元体锚-土界面的剪切应力τ-剪切位移s全过程曲线(即τ-s曲线),并建立了考虑注浆压力和土体饱和度影响的锚-土界面τ-s曲线模型。首先,通过对重力注浆锚杆锚-土界面剪切滑移模型进行改进,得到压力注浆锚杆锚-土界面τ-s曲线模型表达式;然后,利用改进的τ-s曲线模型对部分试样的τ-s曲线进行拟合,获得压力注浆锚杆微元体的锚-土界面τ-s曲线模型参数;最后,采用二阶多项式函数对上述不同注浆压力和土体饱和度下的试样模型参数进行拟合,并将拟合得到的关系式代回改进的τ-s曲线模型,就可得到考虑注浆压力与土体饱和度影响的锚-土界面τ-s曲线模型。利用该模型对未参与拟合的试样τ-s曲线进行预测,发现预测曲线与试验曲线吻合良好。

基于均匀设计坡积土含水量与干密度对锚-土界面性能影响试验研究

为深入了解坡积土中锚杆锚-土界面剪切变形特性随土体含水量和干密度的变化规律,本文采用自主研制的基于微元法锚-土界面摩阻性能测试方法和装置,引入均匀试验设计原理设计试验方案,测得不同含水量和干密度下锚-土界面的剪应力-剪切变形全过程曲线,其形状符合三折线模型。基于试验结果,回归得到了锚-土界面峰值抗剪强度随土体含水量和干密度变化的经验关系式。同时,试验结果表明:(1)锚-土界面峰值抗剪强度随土体含水量增加而降低,且土体干密度越大其降低幅度越大;(2)峰值抗剪强度随土体干密度的减小而降低,且土体含水量越小,其降低的幅度越大。

基于改进极限平衡法的边坡位移分析

传统的极限平衡法,在假定滑面上各点的安全系数一致前提下,进行边坡稳定性分析,而无法进行边坡滑面上各点的位移分析。改进的Janbu条分法首先基于极限平衡理论和邓肯-张的应力-应变模型构建剪应力-剪切位移双曲线模型,提出位移协调方程;其次推导相关公式,并利用Visual Basic语言编程计算,得到滑面上各点与位移有关的信息(如局部应力安全系数、局部位移安全系数、剪切位移及坡顶位移等),从而弥补传统极限平衡法无法进行边坡滑面上各点位移分析的不足。最后,通过算例对坡顶有无堆载两种工况进行计算分析,其结果表明坡顶和坡脚最易破坏,与实际情况一致,证明该方法可行。

Analytical and numerical solutions for shear mechanical behaviors of structural plane

The original descriptive model of shear stress and shear displacement only reflects the stress deformation characteristics of plastic structural plane.The index model was revised and piecewise index model was built to describe the stress deformation characteristics of plastic structural plane and brittle structural plane.The relation of stress and strain to the failure mode of structural plane considering the effect of its shape was investigated,and a model which could reflect the relation between undulate angle and shear strength was built.The result indicates that structural plane presents nonlinear characteristics,specifically,the value of undulate angle,as well as corresponding shear strength,becomes larger as the normal stress decreases.