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:
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:
結(jié)合式(4),將式(5)變形:
(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)。