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压力分散型抗浮锚杆特性及数值分析
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摘要
随着城市地下空间的开发,地下建筑物的抗浮问题越来越突出,采用抗浮锚杆是一种有效的技术手段。抗浮锚杆具有良好的地层适应性,易于施工,锚杆布置非常灵活,锚固效率高。由于其单向受力特点,抗拔力及预应力易于控制,有利于建筑结构的应力与变形协调,减少结构造价,在许多条件下优于压重和抗浮桩方案。
    压力分散型锚杆是一种新型的锚固体系,是一种单孔复合锚杆,与普通拉力型、压力型抗浮锚杆相比,压力分散型抗浮锚杆的受力与传力机制更具合理性,粘结应力分布更均匀,防腐性能与耐久性能大为提高。
    本文简单回顾压力分散型抗浮锚杆在国内外结构抗浮工程中的应用及其研究现状。介绍了压力型及压力分散型抗浮锚杆的受力与变形特性。分析了压力型与压力分散型抗浮锚杆应力分布规律、承载力影响因素与破坏模式,阐述两种不同类型抗浮锚杆受力机理。对比压力分散型锚杆与压力型锚杆的不同之处,分析压力分散型抗浮锚杆在工程应用方面的特点与优势所在。运用 ANSYS 软件建立了压力型、压力分散型抗浮锚杆的轴对称有限元分析模型,考虑土体自重应力场以及地下水的影响,并在锚杆体与土体接触面上建立面-面接触单元,从而实现锚杆与土体接触面的非线性分析。
    应用本文建立的有限元模型,对压力型与压力分散型两种不同类型的抗浮锚杆进行了模拟分析,得到了它们受荷时轴力与粘结应力的分布规律。结合工程实例,验证了压力分散型抗浮锚杆与压力型抗浮锚杆不同的荷载传递机理。
    通过对压力型、压力分散型抗浮锚杆的对比分析,验证了压力分散型抗浮锚杆工程应用的优势。对压力分散型抗浮锚杆计算分析的研究,可为压力分散型抗浮锚杆的研究工作提供一定的思路,并为压力分散型抗浮锚杆在工程的进一步应用提供一些有益的建议与参考。
With the exploiting and utilizing of urban underground space, the problem of anti-float ofunderground structures has become increasingly serious. An effective technical means is theanti-float anchor. The anti-float anchor is provided with the good adaptability of strata,convenience of construction, and its layout of anchors is flexible and efficient. And advantage ofstress and deformation coordination of the underground structure can reduce thestructure-construction cost. So it takes priority over weight structures and uplift piles.
    Pressure-dispersive anti-float anchor was a new style of anchor system. It was thesingle-bore-multiple-anchorage. Compared with tensile anti-float anchor and pressure anti-floatanchor, pressure-dispersive anti-float is more reasonable in load transfer, more uniform incohesion stress dispersal, more of anti-corruption and more of reliability.
    This paper simply reviews the various development status and the application modern stateof pressure-dispersive anti-float anchor around the world,and introduces the loading anddeformation behavior of pressure-dispersive anti-float anchor. Later, the paper analyzes thestress dispersal characteristic, factors affecting capacity, failure patterns of thepressure-dispersive anti-float anchor and explains the loading mechanism of the two styles ofanti-float anchors. Based on the differences of the two styles of anchors, the paper analyzes thebehavior and advantages in applications of engineering of the pressure-dispersive anti-floatanchor. The axisymmetric fem models of the two styles of anchors are created using the ANSYSfem software, considerating the effects of self-weight and underground water. The nonlinearanalysis of behavior in anchor-soil interface is conducted through the surface-to-surface elementsset in the interface.
    The behavior of the two types of anchors is simulated using the fem model. And distributionof axes stress and the shearing is obtained by the analysis. According to the results ofengineering instance, the mechanism of load transfer of the two types of anchors is verified.
    The advantages of application in engineering are testified by comparing dispersive anchorswith the other. The study of calculation and analysis to the pressure-dispersive anchors presents a
    certain mode of consideration to the research of the pressure-dispersive anchors, and provides auseful suggestion and reference for the further application of the pressure-dispersive anchors.
引文
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