锚板抗拉破坏机制试验研究

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (3): 697-702.

锚板抗拉破坏机制试验研究

刘明亮¹，朱珍德^1,3，刘金元²

1. 河海大学岩土工程研究所, 南京 210098；2. 瑞尔森大学土木工程系, 多伦多 M5B 2K3 加拿大； 3. 温州大学建筑与土木工程学院, 浙江温州 325035

收稿日期:2010-04-12 出版日期:2011-03-10 发布日期:2011-03-21
作者简介:刘明亮，男，1979年生，博士研究生，主要从事岩土工程方面的研究工作。
基金资助:
加拿大自然科学与工程研究基金（No. 355425―2009）；浙江省科技计划项目（No. 2009C33049）；江苏省普通高校研究生科研创新计划资助项目（No. CX10B―206Z）；江苏省土木工程研究生科技创新基金资助。

Experimental study of failure mechanism of uplifting anchor

LIU Ming-liang¹，ZHU Zhen-de ^1,3，LIU Jin-yuan²

1. Geotechnical Research Institute, Hohai University, Nanjing 210098, China; 2. Department of Civil and Engineering, Ryerson University, Toronto, M5B 2K3, Canada; 3. College of Architecture and Civil Engineering, Wenzhou University, Wenzhou, Zhejiang 325035, China

Received:2010-04-12 Online:2011-03-10 Published:2011-03-21

摘要/Abstract

摘要：

锚板上拔过程是一个复杂的锚土相互作用过程，锚板周围土体在上拔过程中的变形破坏机制对于锚板抗拔力的可靠预测具有重要意义。为了对锚板破坏机制进行量化分析，基于LabVIEW软件开发环境，开发了力、位移和图像同步采集系统，该系统由力传感器、位移传感器、相机和一台计算机组成，可对锚板上拔过程中的力、位移和图像进行自动同步采集，从而保证了力、位移和图像的一一对应关系。基于PIV（particle image velocimetry）无干扰测量技术对砂土中锚板在上拔过程中的图像进行了测量分析，得到了锚板周围土体的位移场、剪切应变场和体积应变场。变形场试验结果表明：锚板上拔过程中，锚板上部土体中间部分位移大、两边小，最终形成一个倒置的梯形；剪切应变场显示锚板上拔过程经历了局部剪切带形成，扩展并最终在锚板两侧形成一个倾斜向上并贯通到地面的对称剪切带，剪切过程中剪切带内伴随着剪涨。在峰后阶段，剪切带形状由峰值点内倾转为外倾，锚板两侧边缘处出现局部土体流动软化。该试验结果可为锚板上拔预测模型建立以及设计提供参考依据。

关键词: 数据采集系统, 锚板, 粒子图像测速, 破坏机制

Abstract:

Anchor pullout is a complicated anchor-soil interactive process. The deformation mechanism of soil around an uplifting anchor is essentially important for reliable prediction of pullout force. In order to quantatively analyze the deformation mechanism of soil when anchor uplifting, a new data acquisition system, which can acquire force, displacement and images simultaneously, is coded based on a graphical programming environment LabVIEW. A test set-up which consists of a load cell, a linear variable differential transformer (LVDT), a camera, a loading frame, a Plexiglas mould, and a computer is developed to perform tests. The deformation fields are measured during the anchor uplifting based on particle image velocity (PIV). The displacement fields, the shear strain fields and volume strain fields of soil around an uplifting anchor are quantatively analyzed. The results show that an inverted trapezoidal is shaped in displacement fields during anchor uplifting. The symmetric shear zones tangent with the anchor side and inclining upward to the surface are shaped after local shear band forming and expanding. Dilatancy is also observed in shear zones. After peak the inward inclined shear zone tends to incline outward. The flow softening phenomenon is observed near the anchor sides. These results will benefit for developing prediction model for anchor pullout and design.

Key words: data acquisition system, plate anchor, particle image velocimetry (PIV), failure mechanism

中图分类号:

TU470

刘明亮，朱珍德，刘金元. 锚板抗拉破坏机制试验研究[J]. , 2011, 32(3): 697-702.

LIU Ming-liang，ZHU Zhen-de，LIU Jin-yuan. Experimental study of failure mechanism of uplifting anchor[J]. , 2011, 32(3): 697-702.

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