竖向条形锚板水平拉拔承载规律试验研究
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Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ， Ｘｉａｎｇｔａｎ ４１１２０１， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ； ３． Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈａｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｉｋｏｕ ５７０２２８， Ｈａｉｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ， ｉ． ｅ． ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ⁃
大， 极限拉拔下板前砂土的位移场形态总体上表现出由非对称逐渐向对称连续变化的规律， 并可用上
下包络角来反映； 上包络角基本不随埋深比发生变化， 始终保持在 （ π ／ ４ ＋ φ ／ ２） ＋ π ／ ２ 左右； 下包络
角则随着埋深比的增加非线性增大， 并最终趋于和上包络角相等， 范围介于 π ／ ２ 到（ π ／ ４ ＋ φ ／ ２） ＋ π ／ ２
重点实验室， 湖南 湘潭 ４１１２０１； ３． 海南大学 土木建筑工程学院， 海南 海口 ５７０２２８）
摘 要： 针对竖向条形锚板的拉拔承载研究存在人为区分浅埋、 深埋， 且界定标准及对力学模型的对
称性认识不统一等问题， 为了理清锚板拉拔承载随埋深的演化机理， 基于数字照相测量技术对砂土中
竖向条形锚板的水平拉拔问题开展模型试验研究， 就拉拔极限承载力及板前土体位移变形特性随埋深
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｉｃ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｃｌａｒｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ
ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂｕｒｉｅｄ ｄｅｐｔｈ， ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａ⁃
之间。 研究成果可为条形锚板水平极限拉拔力学模型的构建提供新的依据。
关键词： 竖向条形锚板； 模型试验； 数字图像技术； 承载力； 位移场
ｄｏｉ： １０ １３９２８ ／ ｊ ｃｎｋｉ ｗｒａｈｅ ２０２０ ０５ ００２识码： Ａ
开放科学（ 资源服务） 标识码（ ＯＳＩＤ） ：
收稿日期： ２０１８⁃０４⁃０８
基金项目： 国家自然科学基金项目（５１５０８１４１， ５１７０４１０９） ； 湖南科技大学科学研究基金项目（ Ｅ５１８５７， ＫＪ１９１７）
作者简介： 杨玉平（１９７１—） ， 男， 高级工程师， 学士， 主要从事地下工程方面的研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌｉｕｙｕｎｓｉ＠ ｓｏｈｕ ｃｏｍ
比的变化规律进行分析。 试验研究采用自制试验装置开展了 １４ 种埋深比工况下的水平拉拔试验， 并
获得了相应的荷载位移曲线。 试验过程中对板周区域进行拍摄， 并通过数字图像分析技术构建拉拔过
程中板周土体的位移场。 结果表明： 中密砂中竖向条形锚板的水平拉拔极限承载力随着埋深比的增加
而增大， 速率由快趋缓， 归一化后的承载力比可用埋深比的二次多项式进行表达。 随着埋深比的增
Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０２０， ５１（５） ： ９⁃ １６
竖向条形锚板水平拉拔承载规律试验研究
杨玉平１ ， 杜宪武１ ， 刘运思２ ， 胡 伟２ ， 赵 璞３
（１． 中铁北京局集团（ 天津） 工程有限公司， 天津 ３０００００； ２． 岩土工程稳定控制与健康监测湖南省
通信作者： 赵 璞（１９９４—） ， 男， 硕士研究生， 主要从事地基与基础工程方面的研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ： １６４２３５６２７９＠ ｑｑ ｃｏｍ
ｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈａｌｌｏｗ ａｎｄ ｄｅｅｐ ｂｕｒｉｅｄ ｔｙｐｅｓ， ｎｏｎ⁃ｕｎｉｆｉｅｄ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｍｍｅｔｒｙ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｍｏｄｅｌ， ｅｔｃ．， ａ ｍｏｄｅｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ ｉｎ ｓａｎｄｙ ｓｏｉｌ ｉｓ ｍａｄｅ
（１． Ｔｉａｎｊｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００００， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｈｅａｌｔｈ
水利水电技术 第 ５１ 卷 ２０２０ 年第 ５ 期
杨玉平， 杜宪武， 刘运思， 等． 竖向条形锚板水平拉拔承载规律试验研究［ Ｊ］ 水利水电技术， ２０２０， ５１（５） ： ９⁃ １６
ＹＡＮＧ Ｙｕｐｉｎｇ， ＤＵ Ｘｉａｎｗｕ， ＬＩＵ Ｙｕｎｓｉ， ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｌａｗ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ［ Ｊ］ Ｗａｔｅｒ
文章编号： １０００⁃ ０８６０（２０２０）０５⁃ ０００９⁃ ０８
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｌａｗ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ
ＹＡＮＧ Ｙｕｐｉｎｇ １ ， ＤＵ Ｘｉａｎｗｕ １ ， ＬＩＵ Ｙｕｎｓｉ ２ ， ＨＵ Ｗｅｉ ２ ， ＺＨＡＯ Ｐｕ ３
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈａｉｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｈａｉｋｏｕ ５７０２２８， Ｈａｉｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ， ｉ． ｅ． ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａ⁃
大， 极限拉拔下板前砂土的位移场形态总体上表现出由非对称逐渐向对称连续变化的规律， 并可用上
下包络角来反映； 上包络角基本不随埋深比发生变化， 始终保持在 （ π ／ ４ ＋ φ ／ ２） ＋ π ／ ２ 左右； 下包络
角则随着埋深比的增加非线性增大， 并最终趋于和上包络角相等， 范围介于 π ／ ２ 到（ π ／ ４ ＋ φ ／ ２） ＋ π ／ ２
重点实验室， 湖南 湘潭 ４１１２０１； ３． 海南大学 土木建筑工程学院， 海南 海口 ５７０２２８）
摘 要： 针对竖向条形锚板的拉拔承载研究存在人为区分浅埋、 深埋， 且界定标准及对力学模型的对
称性认识不统一等问题， 为了理清锚板拉拔承载随埋深的演化机理， 基于数字照相测量技术对砂土中
竖向条形锚板的水平拉拔问题开展模型试验研究， 就拉拔极限承载力及板前土体位移变形特性随埋深
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｉｃ ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｃｌａｒｉｆｙｉｎｇ ｔｈｅ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ
ｔｈｅ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ ａｌｏｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂｕｒｉｅｄ ｄｅｐｔｈ， ｉｎ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｉｎｇ ｌａｗ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｆｏｒｍａ⁃
之间。 研究成果可为条形锚板水平极限拉拔力学模型的构建提供新的依据。
关键词： 竖向条形锚板； 模型试验； 数字图像技术； 承载力； 位移场
ｄｏｉ： １０ １３９２８ ／ ｊ ｃｎｋｉ ｗｒａｈｅ ２０２０ ０５ ００２识码： Ａ
开放科学（ 资源服务） 标识码（ ＯＳＩＤ） ：
收稿日期： ２０１８⁃０４⁃０８
基金项目： 国家自然科学基金项目（５１５０８１４１， ５１７０４１０９） ； 湖南科技大学科学研究基金项目（ Ｅ５１８５７， ＫＪ１９１７）
作者简介： 杨玉平（１９７１—） ， 男， 高级工程师， 学士， 主要从事地下工程方面的研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ： ｌｉｕｙｕｎｓｉ＠ ｓｏｈｕ ｃｏｍ
比的变化规律进行分析。 试验研究采用自制试验装置开展了 １４ 种埋深比工况下的水平拉拔试验， 并
获得了相应的荷载位移曲线。 试验过程中对板周区域进行拍摄， 并通过数字图像分析技术构建拉拔过
程中板周土体的位移场。 结果表明： 中密砂中竖向条形锚板的水平拉拔极限承载力随着埋深比的增加
而增大， 速率由快趋缓， 归一化后的承载力比可用埋深比的二次多项式进行表达。 随着埋深比的增
Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０２０， ５１（５） ： ９⁃ １６
竖向条形锚板水平拉拔承载规律试验研究
杨玉平１ ， 杜宪武１ ， 刘运思２ ， 胡 伟２ ， 赵 璞３
（１． 中铁北京局集团（ 天津） 工程有限公司， 天津 ３０００００； ２． 岩土工程稳定控制与健康监测湖南省
通信作者： 赵 璞（１９９４—） ， 男， 硕士研究生， 主要从事地基与基础工程方面的研究。 Ｅ⁃ｍａｉｌ： １６４２３５６２７９＠ ｑｑ ｃｏｍ
ｔｉｏｎ ｏｆ ｓｈａｌｌｏｗ ａｎｄ ｄｅｅｐ ｂｕｒｉｅｄ ｔｙｐｅｓ， ｎｏｎ⁃ｕｎｉｆｉｅｄ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｄｅｆｉｎｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｙｍｍｅｔｒｙ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ
ｍｏｄｅｌ， ｅｔｃ．， ａ ｍｏｄｅｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ ｉｎ ｓａｎｄｙ ｓｏｉｌ ｉｓ ｍａｄｅ
（１． Ｔｉａｎｊｉｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００００， Ｃｈｉｎａ；
２． Ｈｕｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｈｅａｌｔｈ
水利水电技术 第 ５１ 卷 ２０２０ 年第 ５ 期
杨玉平， 杜宪武， 刘运思， 等． 竖向条形锚板水平拉拔承载规律试验研究［ Ｊ］ 水利水电技术， ２０２０， ５１（５） ： ９⁃ １６
ＹＡＮＧ Ｙｕｐｉｎｇ， ＤＵ Ｘｉａｎｗｕ， ＬＩＵ Ｙｕｎｓｉ， ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｌａｗ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ［ Ｊ］ Ｗａｔｅｒ
文章编号： １０００⁃ ０８６０（２０２０）０５⁃ ０００９⁃ ０８
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｐｕｌｌ⁃ｏｕｔ ｂｅａｒｉｎｇ ｌａｗ ｏｆ ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｃｈｏｒ ｐｌａｔｅ
ＹＡＮＧ Ｙｕｐｉｎｇ １ ， ＤＵ Ｘｉａｎｗｕ １ ， ＬＩＵ Ｙｕｎｓｉ ２ ， ＨＵ Ｗｅｉ ２ ， ＺＨＡＯ Ｐｕ ３