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可回收式预应力锚索作用机理及施工力学分析

可回收式预应力锚索作用机理及施工力学分析

发布日期:2016-07-30 作者: 点击:

摘要:随着我国城市建设的不断发展,深基坑工程不断增多,预应力锚索的 应用越来越多。但是作为一种临时性支护措施,锚索却永久埋藏于地下无法取出,这样不仅导致了极大的浪费,而且长期占用大量的地下空间,形成地下垃圾,给周围地下空间的开发利用造成了极大的不利。

而可回收式预应力锚索技术可以很好的解决这个问题,它不仅可以将锚索回收后重复利用以降低造价,更重要的是可以解决临时支护造成的地下建筑垃圾问题,这对于地下空间的长期开发利用具有非常广阔而深远的意义。

 本文结合深圳地铁3号线西延段停车场基坑工程的实际背景,采用数值模拟、数学解析及力学分析的方法来研究这种新型的预应力锚索的加固机理、力学传递机理、粘结应力分布规律、数值模拟方法、设计方法以及回收施工方案。以期对以后该类锚索的应用及研究提供有益的参考。 首先对锚索的数值模拟方法进行详细的探讨,并总结了FLAC3D中的锚索模拟方法。

然后采用力学分析及数值模拟的方法将普通锚和可回收锚从锚固段受力及锚固效果方面进行对比分析,得出了可回收锚比普通锚具有更好的锚固性能和锚固效果。 然后采用弹性力学的方法来研究锚固段的力学传递机理。考虑三向受力状态下,基于Mindlin位移解推导了承压型锚索锚固段的粘结应力分布公式,并讨论了锚固段的剪应力及轴力分布规律、粘结应力分布规律与锚固参数的相关性、粘结应力的极值问题及锚杆的有效长度问题,并得出一些重要的结论。 第三,从单锚的破坏形式出发探讨了~般锚索的规范设计方法,并根据同样的基于粘结应力均匀分布的假定,讨论了该承压型可回收锚的一般设计方法。

然后提出一种根据粘结应力实际分布来进行锚索设计的方法,取名有效长度法,并举例和规范的方法进行对比,由于该设计方法考虑了极限粘结应力及锚杆的有效长度,因此该设计方法更加安全合理。 最后,针对预应力锚索回收的施工方案进行研究,讨论锚索的回收对排桩及未回收锚索的影响,并找出一种安全、快速的回收施工方案。

结合该项目提出逆做法和顺做法共5种方案,采用FLAC3D进行三维模拟计算,并分别对各种施工方案的基坑稳定性进行分析,最后比选出顺做一次回收两道方案为本工程最优的回收方案。

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