›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (6): 1696-1702.

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

充气锚杆极限承载力计算方法

彭文祥1,张 旭1,曹佳文2   

  1. 1.中南大学 地球科学与信息物理学院,长沙 410083;2.湖南科技大学 土木工程学院,湖南 湘潭 411201
  • 收稿日期:2012-04-04 出版日期:2013-06-10 发布日期:2013-06-14
  • 作者简介:彭文祥,男,1968年生,工学博士(后),副教授,主要从事岩土工程教学、科研与设计工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助项目(No. 50878212)。

Calculation method for ultimate bearing capacity of inflatable anchor

PENG Wen-xiang1, ZHANG Xu1, CAO Jia-wen2   

  1. 1. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China; 2. College of Civil Engineering, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan, Hunan 411201, China
  • Received:2012-04-04 Online:2013-06-10 Published:2013-06-14

摘要: 为研究充气锚杆极限承载力计算方法,在模型试验基础上,探讨充气锚杆抗拔过程中的受力特征与破坏形式,分析锚杆荷载-位移曲线变化特征。基于圆孔扩张理论,通过简化力学模型,推导充气锚杆侧阻力与端阻力计算公式,将理论公式计算值与试验成果进行比较。研究结果表明:(1) 采用球孔扩张理论可以较好地描述膨胀体端部对土体产生的弹性、塑性变形力学机制,估算端阻力值。充气膨胀压力对土体的挤压膨胀作用大大增加了锚杆的侧阻力。(2) 极限承载力理论公式计算值与抗拔试验值基本吻合,验证了极限承载理论计算公式的正确性。(3) 通过与螺旋锚杆相比,充气锚杆的承载力约为单锚片螺旋锚杆的4.3倍,约为双锚片螺旋锚杆的1.9倍,充气锚杆的承载能力优势明显。

关键词: 充气锚杆, 极限承载力, 侧阻力, 端阻力, 计算方法

Abstract: In order to explore the calculation method of the inflatable anchor bearing capacity, according to the model test, the stress characteristics and failure forms of the inflatable anchor during pullout are analyzed as well as the variational characteristic of the load displacement curve of anchor. Based on the theory of cavity expansion, the formula for the inflatable anchor side resistance and end resistance calculation are derived through a simplified mechanical model. The calculation values by the theoretical formula are compared with the experimental results. The results of the study show that: (1) the elastoplastic deformation mechanism of the expansion body end to soil can be well described by the spherical cavity expansion theory, as well as the estimation of end resistance value. Due to the inflated pressure on the soil extrusion expansion effect, the anchor side resistance is greatly increased. (2) The results from the ultimate bearing capacity theory formula are coincident with those from the pullout test, so as to validate the ultimate bearing capacity theory formula. (3) With a case of comparison to screw anchor, inflatable anchor shows the 4.3 times of the bearing capacity over single anchor sheet screw anchor and about 1.9 times over double anchor plate screw anchor, so as to show the obvious advantages of the inflatable anchor bearing capacity.

Key words: inflatable anchor, ultimate bearing capacity, end resistance, side resistance, calculation method

中图分类号: 

  • TU 457
[1] 邓涛, 林聪煜, 柳志鹏, 黄明, 陈文菁, . 大位移条件下水平受荷单桩的简明弹塑性计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 95-102.
[2] 章定文, 刘志祥, 沈国根, 鄂俊宇, . 超大直径浅埋盾构隧道土压力实测分析 及其计算方法适用性评价[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 91-98.
[3] 王钦科, 马建林, 陈文龙, 杨彦鑫, 胡中波, . 上覆土嵌岩扩底桩抗拔承载特性离心 模型试验及计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3405-3415.
[4] 李瑞山, 袁晓铭. 成层场地基本周期简化计算方法研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3227-3235.
[5] 穆锐, 浦少云, 黄质宏, 李永辉, 郑培鑫, 刘 旸, 刘 泽, 郑红超, . 土岩组合岩体中抗拔桩极限承载力的确定[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2825-2837.
[6] 吴爽爽, 胡新丽, 龚辉, 周昌, 徐楚, 王强, 应春业, . 3种模式下钻孔灌注桩桩-土剪切特性 现场试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2838-2846.
[7] 马文冠, 刘 润, 练继建, 郭绍曾. 粉土中筒型基础贯入阻力的研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1307-1312.
[8] 王冬勇, 陈曦, 于玉贞, 吕彦楠, . 基于二阶锥规划有限元增量加载法的条形浅基础极限承载力分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4890-4896.
[9] 冯君, 王洋, 张俞峰, 黄林, 何长江, 吴红刚, . 玄武岩纤维与钢筋锚杆锚固性能现场对比试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4185-4193.
[10] 周同和, 郜新军, 郭院成, 孙轶斌, . 下部扩大段复合桩抗拔承载力设计方法与试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3778-3782.
[11] 杨苏春, 张明义, 王永洪, 桑松魁, 苗德滋. 基于现场试验的闭口静压管桩贯入 层状地基桩端阻力研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 91-99.
[12] 宗钟凌,鲁先龙,李青松,. 静压钢管注浆微型桩抗压与抗拔对比试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 362-368.
[13] 尹君凡,雷 勇,陈秋南,刘一新,邓加政,. 偏心荷载下溶洞顶板冲切破坏上限分析[J]. , 2018, 39(8): 2837-2843.
[14] 曹文贵,谭建辉,胡卫东, . 水平加筋地基极限承载力的极限上限分析法[J]. , 2018, 39(6): 1955-1962.
[15] 李 泽,刘 毅,周 宇,王均星,. 基于混合离散的砌石挡土墙边坡极限承载力下限分析[J]. , 2018, 39(3): 1100-1108.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 董 诚,郑颖人,陈新颖,唐晓松. 深基坑土钉和预应力锚杆复合支护方式的探讨[J]. , 2009, 30(12): 3793 -3796 .
[2] 任 松,姜德义,杨春和,藤宏伟. 共和隧道开裂段页岩蠕变本构试验及离散元数值模拟研究[J]. , 2010, 31(2): 416 -421 .
[3] 李荣涛. 一种高温下混凝土化学塑性-损伤耦合本构模型[J]. , 2010, 31(5): 1585 -1591 .
[4] 马文涛. 基于灰色最小二乘支持向量机的边坡位移预测[J]. , 2010, 31(5): 1670 -1674 .
[5] 王协群,张有祥,邹维列,熊海帆. 降雨入渗条件下非饱和路堤变形与边坡的稳定数值模拟[J]. , 2010, 31(11): 3640 -3644 .
[6] 王 伟,刘必灯,周正华,王玉石,赵纪生. 刚度和阻尼频率相关的等效线性化方法[J]. , 2010, 31(12): 3928 -3933 .
[7] 王海波,徐 明,宋二祥. 基于硬化土模型的小应变本构模型研究[J]. , 2011, 32(1): 39 -43 .
[8] 曹光栩,宋二祥,徐 明. 山区机场高填方地基工后沉降变形简化算法[J]. , 2011, 32(S1): 1 -5 .
[9] 刘华丽 ,朱大勇 ,钱七虎 ,李宏伟. 边坡三维端部效应分析[J]. , 2011, 32(6): 1905 -1909 .
[10] 路 威,项彦勇,唐 超. 填砂裂隙岩体渗流传热模型试验与数值模拟[J]. , 2011, 32(11): 3448 -3454 .