›› 2009, Vol. 30 ›› Issue (6): 1799-1804.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

基于完整锚杆动测技术的围岩质量识别研究

陈建功，胡俊强，张永兴   

  1. 重庆大学 土木工程学院，重庆 400045
  • 收稿日期:2007-11-05 出版日期:2009-06-10 发布日期:2011-03-09
  • 作者简介:陈建功，男，1967年生，副教授，主要从事岩土工程检测及灾变预测等方面的研究。
  • 基金资助:

    国家杰出青年科学基金（No. 5062824）；国家自然科学基金联合资助项目（No. 50679097）。

Identification of surrounding rock quality based on dynamic testing technology of integrated anchor

CHEN Jian-gong，HU Jun-qiang，ZHANG Yong-xing   

  1. College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, China
  • Received:2007-11-05 Online:2009-06-10 Published:2011-03-09

PDF (Chinese)

2162

摘要：

完整锚杆系统是由完整的锚杆杆体、饱满的锚固介质以及围岩组成的有机体系。在描述锚杆低应变动力响应的数学力学模型中，将锚固介质与围岩对锚杆体的作用简化为沿杆长均匀分布的杆侧弹性系数与阻尼系数，以及均匀分布在杆底的刚度系数与阻尼系数，即锚杆系统的动力参数。它们不仅表征了锚杆锚固质量，而且体现出锚杆所处围岩的物理参数。通过建立围岩物理参数与完整锚杆系统动力参数的映射关系，可以对围岩质量进行识别。为此，建立了完整锚杆三维轴对称有限元计算模型，得到不同的围岩物理力学参数所对应的锚杆杆顶速度响应；根据完整锚杆低应变动力响应理论解和遗传算法建立了完整锚杆动力参数的识别方法；通过对不同围岩下完整锚杆的数值模拟结果的动力参数识别，建立了杆侧弹性系数与围岩变形模量之间的关系式，提出了一种基于完整锚杆动测技术的围岩质量识别方法。

关键词: 锚杆, 动力响应, 有限元分析, 遗传算法

Abstract:

Integrated anchor system contains integrated bolt, full cement grouting and surrounding rock. In low strain dynamic response of bolt model, the action of cement grouting and surrounding rock on bolt can be considered as elastic and damping coefficients which distribute uniformly along bolt and stiffness and damping coefficients which distribute uniformly on the bottom section of it. These coefficients, named dynamic parameters, present anchorage quality, mechanical behaviors of surrounding rock are also presented. Based on the relationship between dynamic parameters of bolt system and physico-mechanical parameters of surrounding rock, the quality of surrounding rock can be identified. Three-dimensional axisymmetric calculation model is established by using finite element analysis. The velocity responses of bolt’s top with different physico-mechanical parameters of surrounding rock are obtained. A method to identify the dynamic parameters of integrated anchor system is established based on theoretical solution of integrated bolt’s dynamic response and genetic algorithm. The dynamic parameters of integrated bolt with different physico-mechanical parameters of surrounding rock are acquired; and the relation between bolt-side elastic coefficient and surrounding rock’s modulus of deformation is established. A method to identify the quality of surrounding rock through dynamic testing based on integrated anchor system is put forward.

Key words: bolt, dynamic response, finite element method, genetic algorithm

中图分类号: 

  • TU 459+.3
[1] 吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构 地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[2] 夏 坤, 董林, 蒲小武, 李璐, . 黄土塬地震动响应特征分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 295-304.
[3] 于一帆, 王平, 王会娟, 许书雅, 郭海涛, . 堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 172-180.
[4] 郭院成, 李明宇, 张艳伟, . 预应力锚杆复合土钉墙支护体系增量解析方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 253-258.
[5] 崔学杰, 晏鄂川, 陈 武. 基于改进遗传算法的岩体结构面产状聚类分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 374-380.
[6] 叶观宝, 郑文强, 张 振, . 大面积填土场地中摩擦型桩负摩阻力分布特性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 440-448.
[7] 王伟, 陈国庆, 郑水全, 张广泽, 王栋, . 考虑张拉-剪切渐进破坏的边坡矢量和法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 468-476.
[8] 杨文波, 邹涛, 涂玖林, 谷笑旭, 刘雨辰, 晏启祥, 何川. 高速列车振动荷载作用下马蹄形断面隧 道动力响应特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3635-3644.
[9] 冯君, 王洋, 吴红刚, 赖冰, 谢先当, . 玄武岩纤维复合材料土层锚杆抗拔性能 现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2563-2573.
[10] 言志信, 龙哲, 屈文瑞, 张森, 江平, . 地震作用下含软弱层岩体边坡锚固 界面剪切作用分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2882-2890.
[11] 马春辉, 杨杰, 程琳, 李婷, 李雅琦, . 基于量子遗传算法与多输出混合核相关向量机的堆石坝材料参数自适应反演研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2397-2406.
[12] 姜立春, 罗恩民, 沈彬彬, . 多自由度模型法的立体采空区群爆破 动力响应研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2407-2415.
[13] 邹佑学, 王睿, 张建民, . 可液化场地碎石桩复合地基地震动力响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2443-2455.
[14] 史 吏, 王慧萍, 孙宏磊, 潘晓东, . 群桩基础引发饱和地基振动的近似解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1750-1760.
[15] 吴秋红, 赵伏军, 王世鸣, 周志华, 王 斌, 李 玉, . 动力扰动下全长黏结锚杆的力学响应特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 942-950.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 殷 杰，高玉峰，洪振舜. 连云港软黏土的不排水强度试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3297 -3301 .
[2] 陈绍杰，郭惟嘉，杨永杰. 煤岩蠕变模型与破坏特征试验研究[J]. , 2009, 30(9): 2595 -2598 .
[3] 林刚，徐长节，蔡袁强. 不平衡堆载作用下深基坑开挖支护结构性状研究[J]. , 2010, 31(8): 2592 -2598 .
[4] 穆彦虎，马 巍，孙志忠，刘永智. 青藏铁路块石路基冷却降温效果对比分析[J]. , 2010, 31(S1): 284 -292 .
[5] 赵炼恒，罗 强，李 亮，杨 峰，但汉成. 层状岩体边坡动态稳定性拟静力上限分析[J]. , 2010, 31(11): 3627 -3634 .
[6] 刘小丽，张丹丹，刘 凯，苏媛媛. 一种直剪式模型试验设备的设计及应用[J]. , 2010, 31(S2): 475 -480 .
[7] 康永君，杨 军，宋二祥. 地震作用下边坡安全系数时程计算及参数研究[J]. , 2011, 32(1): 261 -268 .
[8] 卢坤林，杨 扬. 考虑位移影响的主动土压力近似计算方法[J]. , 2009, 30(2): 553 -557 .
[9] 肖成志，孙建诚，李雨润，刘晓朋. 三维土工网垫植草护坡防坡面径流冲刷的机制分析[J]. , 2011, 32(2): 453 -458 .
[10] 苏立君，廖红建，殷建华. 土钉抗拔试验过程中钉周土体应力变化研究[J]. , 2011, 32(S1): 124 -128 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发