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      全長(zhǎng)粘結(jié)性土錨脫粘長(zhǎng)度及動(dòng)態(tài)錨固力測(cè)定方法與流程

      文檔序號(hào):11149167閱讀:來源:國(guó)知局

      技術(shù)特征:

      1.一種全長(zhǎng)粘結(jié)性土錨脫粘長(zhǎng)度及動(dòng)態(tài)錨固力測(cè)定方法,其特征在于:基于錨土界面優(yōu)勢(shì)剪切破壞特征,根據(jù)桿體與錨固體完全耦合時(shí)錨固體的總位移組成、錨土界面剪應(yīng)力指數(shù)衰減特征及其滑移失效評(píng)定,確定錨固結(jié)構(gòu)脫粘長(zhǎng)度變化值,再進(jìn)一步得到動(dòng)態(tài)錨固力。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述全長(zhǎng)粘結(jié)性土錨脫粘長(zhǎng)度及動(dòng)態(tài)錨固力測(cè)定方法,其特征在于包括如下步驟:

      (一)錨固結(jié)構(gòu)頂端錨孔邊緣錨固體與土體表面位置點(diǎn)位移監(jiān)測(cè)網(wǎng)的布置,包括如下步驟:

      (1)在邊坡各錨固結(jié)構(gòu)頂端錨孔邊緣的錨固體表面及其靠近的土體表面兩處布設(shè)位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),在邊坡以外穩(wěn)定的區(qū)域布置含基樁的基準(zhǔn)點(diǎn),以基準(zhǔn)點(diǎn)為原點(diǎn),建立全局直角坐標(biāo)系,并沿待測(cè)錨桿形成監(jiān)測(cè)網(wǎng);

      (2)以錨固體頂端中心為原點(diǎn),沿錨固體軸向及其垂直方向?yàn)樽鴺?biāo)軸,建立局部直角坐標(biāo)系;

      (二)通過GPS獲得步驟(一)中基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo),再通過換算得到錨固體與土體的軸向位移,確定錨土界面相對(duì)剪切位移;

      (三)根據(jù)步驟(二)所測(cè)位移,理論推導(dǎo)得到脫粘長(zhǎng)度;

      (四)結(jié)合錨固體的總位移組成,進(jìn)一步得到剩余錨固段長(zhǎng)度的變化值;

      (五)最后獲得所測(cè)錨桿的動(dòng)態(tài)錨固力。

      3.根據(jù)權(quán)利要求2所述全長(zhǎng)粘結(jié)性土錨脫粘長(zhǎng)度及動(dòng)態(tài)錨固力測(cè)定方法,其特征在于:

      所述第(二)步包括如下具體步驟:

      通過GPS獲得基準(zhǔn)點(diǎn)和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo),根據(jù)坐標(biāo)換算分別得到錨固體和土體的軸向位移Δsi(i=1,2):

      Δsi=L'cos(θ+β2)-Lcos(θ+β1) (1);

      當(dāng)錨固體軸向位移Δsg和土體軸向位移Δss兩者位移不協(xié)調(diào)時(shí),便產(chǎn)生錨土界面相對(duì)剪切位移Δs:

      Δs=Δsg-Δss (2);

      式中:θ為全局直角坐標(biāo)系與局部直角坐標(biāo)系的夾角,Δs為錨土界面相對(duì)剪切位移,Δsg為錨固體軸向位移,Δss為靠近錨固體的土體軸向位移,L'為測(cè)點(diǎn)A'到基準(zhǔn)點(diǎn)的初始距離,β2為測(cè)點(diǎn)A和基準(zhǔn)點(diǎn)連線與全局直角坐標(biāo)系X軸的初始夾角,L為測(cè)點(diǎn)A到基準(zhǔn)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)距離,β1為測(cè)點(diǎn)A和基準(zhǔn)點(diǎn)連線與全局直角坐標(biāo)系X軸的動(dòng)態(tài)夾角,A'為初始點(diǎn),A為初始點(diǎn)A'的動(dòng)態(tài)變化點(diǎn)。

      4.根據(jù)權(quán)利要求3所述全長(zhǎng)粘結(jié)性土錨脫粘長(zhǎng)度及動(dòng)態(tài)錨固力測(cè)定方法,其特征在于:

      所述第(三)步中理論推導(dǎo)得到脫粘長(zhǎng)度,包括如下具體步驟:

      (1)因?yàn)殄^固性能往往是通過錨固體與土體的剪切強(qiáng)度發(fā)揮作用,當(dāng)錨固體與土體產(chǎn)生相對(duì)剪切位移而脫粘,就會(huì)導(dǎo)致錨固失效;

      (2)基于錨土界面優(yōu)勢(shì)剪切破壞特征,根據(jù)桿體與錨固體完全耦合時(shí)錨固體的總位移sT主要由自由段位移sf、錨固段位移sa和錨土界面相對(duì)剪切位移ss組成,為簡(jiǎn)化分析不考慮其它構(gòu)造和位移形式,因考慮是全長(zhǎng)粘結(jié)性錨桿,即自由段位移sf=0,得到:

      sT=sa+ss (3);

      (3)大量實(shí)驗(yàn)顯示,錨固段的剪應(yīng)力呈非均勻分布,在錨固段前端剪應(yīng)力最大,沿錨固段逐漸降低直至為零,該剪應(yīng)力擬采用指數(shù)衰減分布形式,即可獲得脫粘段范圍相對(duì)剪切位移,錨固段剪應(yīng)力計(jì)算式為:

      τ(x)=Aγsdmexp[B(x/dg)] (4);

      其中:

      <mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>A</mi> <mo>=</mo> <msqrt> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>G</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>G</mi> <mi>g</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mn>2</mn> <msub> <mi>E</mi> <mi>b</mi> </msub> <mrow> <mo>&lsqb;</mo> <mrow> <msub> <mi>G</mi> <mi>s</mi> </msub> <mi>ln</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>d</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>b</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>G</mi> <mi>g</mi> </msub> <mi>ln</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <msub> <mi>d</mi> <mi>m</mi> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>g</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </msqrt> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mi>B</mi> <mo>=</mo> <mo>-</mo> <mn>4</mn> <mi>A</mi> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>d</mi> <mi>m</mi> </msub> <mo>=</mo> <mn>2.5</mn> <mrow> <mo>(</mo> <mrow> <mn>1</mn> <mo>-</mo> <msub> <mi>&upsi;</mi> <mi>s</mi> </msub> </mrow> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>L</mi> <mi>a</mi> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>;</mo> </mrow>

      式中:Gs,Gg分別為土體和砂漿的剪切模量,Eb為桿體的彈性模量,dg為錨固體直徑,db為桿體的直徑,dm為受錨土體沿徑向的的影響范圍,La為錨固段長(zhǎng)度,υs為土的泊松比,γs為土的容重;

      因錨土界面相對(duì)剪切位移主要由剪應(yīng)力引起,于是在脫粘段范圍相對(duì)剪切位移定義為:

      <mrow> <msub> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msubsup> <mo>&Integral;</mo> <mn>0</mn> <mi>x</mi> </msubsup> <mfrac> <mrow> <mi>d</mi> <mi>&tau;</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <msub> <mi>G</mi> <mi>s</mi> </msub> </mfrac> <mo>&CenterDot;</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>

      結(jié)合式(4),將式(5)變形:

      <mrow> <msub> <mi>s</mi> <mi>s</mi> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msubsup> <mo>&Integral;</mo> <mn>0</mn> <mi>x</mi> </msubsup> <mfrac> <mrow> <mi>A</mi> <mi>B</mi> </mrow> <msub> <mi>G</mi> <mi>s</mi> </msub> </mfrac> <msub> <mi>&gamma;</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>d</mi> <mi>m</mi> </msub> <mi>exp</mi> <mo>&lsqb;</mo> <mi>B</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>x</mi> <mo>/</mo> <msub> <mi>d</mi> <mi>g</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&rsqb;</mo> <mi>d</mi> <mi>x</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo> </mrow> <mo>;</mo> </mrow>

      (4)通過位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合式(1)和式(2),可以分別得到錨固體與土體的軸向位移,即Δsg和Δss,進(jìn)一步獲得錨土界面相對(duì)剪切位移Δs;

      (5)根據(jù)步驟(4)中錨土界面相對(duì)剪切位移Δs,代入式(6)后,積分計(jì)算得到脫粘段長(zhǎng)度x=Ls。

      5.根據(jù)權(quán)利要求4所述全長(zhǎng)粘結(jié)性土錨脫粘長(zhǎng)度及動(dòng)態(tài)錨固力測(cè)定方法,其特征在于:

      所述第(四)步中剩余錨固長(zhǎng)度Lr等于錨固段長(zhǎng)度La與脫粘段長(zhǎng)度Ls的差值,為:

      Lr=La-Ls (7)。

      6.根據(jù)權(quán)利要求5所述全長(zhǎng)粘結(jié)性土錨脫粘長(zhǎng)度及動(dòng)態(tài)錨固力測(cè)定方法,其特征在于:

      所述第(五)步中,根據(jù)工程錨固要求,通過公式(7)計(jì)算得到動(dòng)態(tài)錨固力:

      Nd=πdgLrτ0 (8);

      式中:Nd為動(dòng)態(tài)錨固力,τ0為錨固體與土體的粘結(jié)強(qiáng)度;

      最后,根據(jù)式(8)動(dòng)態(tài)錨固力與錨固荷載的比較結(jié)果,能夠?qū)﹀^固效果進(jìn)行追蹤和有效評(píng)價(jià)以及必要的錨固補(bǔ)強(qiáng)。

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