锚杆挡土墙结构的三维有限元分析_应志民
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锚杆挡土墙的施工是一 个边 开挖边 支护 的过程 , 在有限元计算中 , 对锚杆 挡墙边开 挖边支 护的 施工过 程进行了模拟 。其具体步骤如下 :
第一步 :杀死 LINK8单 元 , 即锚杆 不起作 用 , 计算 自重应力场 。第二 步 :开挖 至 -2.0m, 杀 死 相应 的土 体单元 。第三步 :开 挖至 -4.5m, 同 时施 作挡 墙 至 2.0m,激活第一排锚杆 。第四步 :开 挖至 -7.0m, 同时 施作挡墙至 -4.5m, 激 活第 二排 锚 杆 。第五 步 :开挖 至 -9.0m, 同时施作挡墙至 -7.0m, 激活 第三排锚杆 。 第六步 :施作挡 墙至 -9.0m。 第七 步 :加 坡 顶道 路荷 载 25kN/m2 。 2 计算结果分析 2.1 加锚杆挡土墙前后开挖面水平位移的比较
(1)
其中 , Fd为阻尼器提 供的阻 尼力 ;cd和 kd分别为
阻尼器的阻尼系数和 刚度 ;·X和 X分别 为阻 尼器 的相
对速度和相对位移 。
2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能支撑的计算模型
长粘结型锚杆和岩 体协调变 形 , 锚杆轴 力随 着施工 的 进行 , 肯定要不断的 重分布 。下 面列出 锚杆 的轴力 随 施工过程的变化 , 如图 4所示 , 以寻求其变化的规律 。
生竖 向位 移 ;前 后土体 不能 相互 挤压 , 模型 的前 后边 界加 Z方向的约束 。 1.3 三维有限元模型的建立
以往对锚杆 挡土 墙 的有 限元 分析 多 采用 平 面应 变模型 [ 5、6] , 为了使分析 更符合实 际条件 , 本文 建立了 三维有限元模型 。但是 , 如 果既考 虑锚杆 挡墙 的整体 三维 作用 , 又考 虑锚杆 的局 部三 维作 用 , 计 算量 非常 大 , 计算时间长 , 存 在一 定的 困 难 , 为 简 化计 算 , 本文 取一列锚杆的作用范围 作为分析 对象 , 建 立的 三维有 限元模型主要 考虑 具有 有 限尺 寸的 一列 锚 杆对 半无 限薄层岩体的整体三维 作用 , 锚杆 采用杆 单元 进行模 拟 。根据上述 参数 及边 界 条件 , 然后 进 行网 格 划分 , 建立有限元模型 , 模型的 单元划分 基本上 都用 了手动 控制 , 选取 六面 体八节 点等 参单 元进 行划 分 , 从 而使 单元形状 比 较规 则 , 尽 量 避免 相 邻 网 格 大 小 发生 突 变 。模型共采用了单元 16008 个 , 节点 18792 个 。 1.4 锚杆挡土墙 “逆作法 ”施工过程的模拟
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低 温 建 筑 技 术
2010 年第 12期 (总第 150 期 )
消能减震结构的抗震性能分析
杨 贺
(中铁十八局集团有限公司 , 天津 300222)
【摘 要 】 通过对粘弹性阻尼器以及消 能支撑 计算模型 的分析 , 采 用 ANSYS软 件建立 了纯钢框 架 、以及分 贝设置中心支撑和消能支撑的钢 框架模型 , 使 用瞬态 分析方 法分别 对它们 进行了自 振特性 分析以 及罕遇 地震下 的时程分析 。 计算结果表明 :和纯框架相比 , 中 心支撑框 架可以 有效地 降低结 构的顶 层位移 , 却增 加了结 构的整 体刚度 , 导致加速度的大幅度增加 ;而消能支撑 则是通过 增加结 构的阻 尼比来 有效地 控制结 构的地震 反应 , 其顶 层位移以及加速度都有 不同程度的减小 。
粘弹性阻尼器是由 粘弹性 材料 与约束 钢板组 成 。
其性能通常用储能刚度 k′d、损耗因子 η和每一滞回圈 的耗能能力 Ed来表示 [ 3] 。 本文使 用 Kelvin模 型来模
拟粘弹性阻尼器 , 它是由 弹性元件 和粘壶 元件 相互并
联而成 , 如图 1所示 , 其本构关系为 :
Fd =cd·X+kdX
2.4 锚杆轴力随施工过程的变化规律
2.2 加锚杆挡土墙前后开挖面岩体水平应力的比较 加锚杆挡土墙前后岩体水平应力的比较如图 2所
示 。图中拉应力为正 , 压应力 为负 。我们 可以看出 , 加 锚杆挡墙支护后 , 在开挖面附近同一点处 , 其 水平拉应 力值有所降低 ,压 应力值有所增加 , 说明由于 锚杆和挡 墙的共同支撑作用 , 使边坡岩体的受力状态得到改善 。 2.3 开挖面水平位移随施工过程的变化规律
本文通过有限元数 值模拟 方法 , 建 立锚 杆挡土 墙 加固边坡的三维有限元模型 , 对锚杆挡土 墙 “逆作 法 ” 施 工过 程进 行模拟 , 分析 岩体 变形 , 锚杆 轴力 分布 等 随着锚杆挡土墙施 工过程的 变化规 律 , 并与 不进行 锚 杆挡土墙支护的情况进行比较分析 。 1 三维有限元模型的建立 1.1 计算参数取值
计算范围对计算结 果的影 响是 比较明 显的 , 参 考 以往计算经验和文 献报道 [ 3、4] , 取计 算范围 为 :坡脚 到 左端边界的距离为 开挖深 度的 1.5倍 , 坡脚 到右边 边 界的距离为 4 开挖 深度 的 4.5 倍 , 上下 边界 总高 为 2 倍开挖深度 。
边界条件为 :底 面边 界加 Y方 向的 约 束 ;两 个 侧 面采用滚动支座 , 竖 直方向没 有约 束 , 可自 由滑动 , 产
从图 4可以看出 , 第三排锚杆的轴力最大 , 第一排 锚杆的轴力最小 , 而 且 , 随着开 挖和 加载的 进行 , 每 排 锚 杆的 轴力 都在 增大 , 轴力 沿锚杆 全长 分布 不均 匀 , 表现为两端小 , 中间 大的 “抛 物线 ”分布 , 但锚 杆前 部 的轴力一 般小 于 尾部 的轴 力 。锚 杆轴 力最 大 点的 位 置也就是锚体剪力 的中性点 , 通过锚杆 最大 轴力点 作 一 曲线 , 就能 得到 边坡可 能的 滑裂 面 , 锚 杆最 大轴 力 的 位置 随开 挖的进 行 , 有 向远 离开 挖面 的趋 势 , 表 明 边坡潜在破裂面在向里发展 , 这和实际结果是符合的 。 3 结语
加锚杆挡墙前后开挖面水平位移比较见图 1。 由图 1可以看出 , 只开挖不支护时 , 开挖面的最大 水平位移出现在离坡脚 约 1 /3 高 的地方 , 即一 般所说
应志民 :锚杆挡土墙结构的三维有限元分析
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移的最大点基本在离开 挖地面 1 /3 高的 地方 , 也就是 呈 “鼓肚子 ”现象 。
的 “鼓肚子 ”现象 , 在这个地方岩 石比较容 易崩落 这和 文献 [ 5]的结 论是 一致 的 。加锚 杆挡 墙支 护 后 , 边 坡 中下部岩体的位移 调整较大 , 开挖面的 水平 位移有 所 减 少 , 其 减小 的幅 度不大 , 最大 位移 比只 开挖 不支 护 的情况减小 约 4.2%, 说明 全长 粘结 式锚 杆对 限制 破 碎岩质边坡的最大 水平位移 效果并 不明显 , 这主要 是 因为此时边坡只存 在坡脚的 应力集 中 , 整体 稳定性 较 好 , 而且 锚杆 轴力 并不大 , 并没 有很 好地 发挥 锚杆 被 动 加载 的作 用 , 但 是加了 锚杆 挡墙 后 , 可 以较 好地 防 止坡脚塑性区的岩体崩落 。
在锚杆挡墙施工中 , 如果 岩体 开挖后 在进 行锚杆 挡墙施工 , 由于岩体变形 已基本 完成 , 后 期变 形较小 , 因此导致锚杆承受的力 较小 , 不能 很好地 发挥 锚杆的 被动加载作用 。从理论上 讲 , 为了 更好地 发挥 锚杆的 作用 , 应边开挖 边支 护 , 即 采用 “逆 作法 ”施工 。 本文 所研究的边坡是采用全长粘结型锚杆进行支护的 , 全
【关键词 】 钢框架 ;消能支撑 ;时程分析 【中图分类号 】 TU352.11 【文献标识码 】 B 【文章编号 】 1001 -6864(2010)12 -0068 -03
0 引言 消能减震 是工 程减 震 控制 技术 中 的一 种被 动 控
制技术 , 它已成为 一种崭新 的结 构体系 [ 1] 。 消能支 撑 框架结构就 是通 过对 框架 结 构作 特殊 构造 或 附设 控 制 装置 , 借助 这些 装置 在结 构振动 中的 变形 或运 动 , 耗散地震输入结构 的大部分 能量 , 确保 主体 结构在 大 震中 不 受 破 坏 , 试 验 分 析 表 明 它 具 有 较 好 的 抗 震 效果 [ 2] 。 1 粘弹性阻尼器的性能分析
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低 温 建 筑 技 术
2010 年第 12期 (总第 150 期 )
锚杆挡土墙结构的三维有限元分析
应志民
(丽水市人民防空办公室 , 浙江 丽水 323000)
【摘 要 】 锚杆挡土墙在土木工程领域应用已 经很广 , 但锚 杆挡土 墙的理 论研究 还较滞 后 。 通过有 限元数 值模拟方法 , 建立锚杆挡土墙结构的三维有限元模 型 , 模 拟了锚 杆挡土 墙的 “逆作法 ”施工 过程 。 计 算结果 表明 : ①开挖面最大水平位移在离坡脚 1/3处 ;②锚杆轴力体现为两端小 , 中间大的 “抛物 线 ”状 ;③随 着开挖的进 行 , 边 坡的潜在破裂面向里发 展 , 潜在破裂范围增加 。
【关键词 】 锚杆挡土墙 ;数值模拟 ;三维有限元 ;位移 ;轴力 【中图分类号 】 TU311.41 【文献标识码 】 B 【文章编号 】 1001 -6864(2010)12 -0066 -03
锚杆挡土墙具 有结构 轻 、施工 快捷 、便 于施工 、占 地小 、节 省 材 料和 劳 动 力 、造价 低 、安 全 系数 高 等 优 点 , 是一种新型支挡 结构 , 适用 于墙 高较高 , 缺乏石 料 的地区或挖基困难 的地段 , 也 可用于具 有锚 固条件 的 路堑墙 , 对地基承载 力要求不 高 , 墙 高高时 , 可分级 建 造 。锚杆技术应用于土木工程已有 100 多年的历史 。
加锚杆挡土墙支护 后 , 开挖 面各点 位移 随施工 过 程的变化如图 3所示 。第六荷载步只进行挡墙面板和 肋柱的施工 , 按照弹 塑性理论 , 岩体 已经变 形完成 , 该 步位移和第五荷载步基本一样 , 因此图中没列出 。
从图中可 以看 出 , 随 着 开挖 的 进行 , 边 坡开 挖 面 的水平位移呈逐渐 增大的 趋势 。第 二荷载 步时 , 由 于 只开挖了 2m的岩体 , 开挖面的 水平位移 较小 , 最 大只 有 0.24mm;第三 荷载 步 最大 水平 位 移为 1.11mm;第 四荷载步最大水 平位移达 到 2.41mm;第五 荷载步 时 , 开挖已经完成 , 岩 体的最大 水平位 移达到 4.00mm;第 七荷载步 , 由于加了 车辆荷载 , 水平 位移进 一步增 大 , 达到 4.12mm。而且 , 每个荷 载步 , 边坡 开挖 面水平 位
为了使分析具有 一般 意义 , 建 立理想 化模 型 。假 设锚杆挡土墙 高 9m, 为 一路 肩 墙 , 墙 顶为 一 6m宽 的 道路 , 竖 直 开 挖 , 锚 杆 孔 径 为 130mm, 锚 杆 钢 筋 采 用 Υ36 HRB335 钢 筋 , 间 距 为 2.5m ×2.5m, 锚 杆 倾 角 15°, 锚杆挡墙肋 柱为 300mm×400mm, 挡 土板 厚度 为 200mm。岩体 、挡土 板 和 肋柱 均 采 用 SOLID45 单 元 , 锚杆采用三 维 杆单 元 LINK8 单 元 模拟 。参 考 文献 报 道 , 岩土体采用 Drucker-Prager模型 , 其弹性模量 E= 300MPa, 重度为 22kN/m3 , 粘结力 c=30kPa, 内摩 擦角 为 25°, 泊松比为 0.35。锚杆弹性模量 E=2e6MPa, 重 度为 78kN/m3 , 泊 松比 为 0.2。混凝 土 弹性 模量 E= 28000MPa, 重度为 25kN/m3 , 泊松比为 0.25。 1.2 计算范围 、边界条件的确定
(1) 不管只开挖不支护边 坡还是锚 杆挡土 墙支 护边坡 , 开挖面 水平 位移 都体 现为 “鼓肚 子 ”现象 , 最 大水平位移约在离坡脚 1 /3 的地方 。
第一步 :杀死 LINK8单 元 , 即锚杆 不起作 用 , 计算 自重应力场 。第二 步 :开挖 至 -2.0m, 杀 死 相应 的土 体单元 。第三步 :开 挖至 -4.5m, 同 时施 作挡 墙 至 2.0m,激活第一排锚杆 。第四步 :开 挖至 -7.0m, 同时 施作挡墙至 -4.5m, 激 活第 二排 锚 杆 。第五 步 :开挖 至 -9.0m, 同时施作挡墙至 -7.0m, 激活 第三排锚杆 。 第六步 :施作挡 墙至 -9.0m。 第七 步 :加 坡 顶道 路荷 载 25kN/m2 。 2 计算结果分析 2.1 加锚杆挡土墙前后开挖面水平位移的比较
(1)
其中 , Fd为阻尼器提 供的阻 尼力 ;cd和 kd分别为
阻尼器的阻尼系数和 刚度 ;·X和 X分别 为阻 尼器 的相
对速度和相对位移 。
2 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能支撑的计算模型
长粘结型锚杆和岩 体协调变 形 , 锚杆轴 力随 着施工 的 进行 , 肯定要不断的 重分布 。下 面列出 锚杆 的轴力 随 施工过程的变化 , 如图 4所示 , 以寻求其变化的规律 。
生竖 向位 移 ;前 后土体 不能 相互 挤压 , 模型 的前 后边 界加 Z方向的约束 。 1.3 三维有限元模型的建立
以往对锚杆 挡土 墙 的有 限元 分析 多 采用 平 面应 变模型 [ 5、6] , 为了使分析 更符合实 际条件 , 本文 建立了 三维有限元模型 。但是 , 如 果既考 虑锚杆 挡墙 的整体 三维 作用 , 又考 虑锚杆 的局 部三 维作 用 , 计 算量 非常 大 , 计算时间长 , 存 在一 定的 困 难 , 为 简 化计 算 , 本文 取一列锚杆的作用范围 作为分析 对象 , 建 立的 三维有 限元模型主要 考虑 具有 有 限尺 寸的 一列 锚 杆对 半无 限薄层岩体的整体三维 作用 , 锚杆 采用杆 单元 进行模 拟 。根据上述 参数 及边 界 条件 , 然后 进 行网 格 划分 , 建立有限元模型 , 模型的 单元划分 基本上 都用 了手动 控制 , 选取 六面 体八节 点等 参单 元进 行划 分 , 从 而使 单元形状 比 较规 则 , 尽 量 避免 相 邻 网 格 大 小 发生 突 变 。模型共采用了单元 16008 个 , 节点 18792 个 。 1.4 锚杆挡土墙 “逆作法 ”施工过程的模拟
68
低 温 建 筑 技 术
2010 年第 12期 (总第 150 期 )
消能减震结构的抗震性能分析
杨 贺
(中铁十八局集团有限公司 , 天津 300222)
【摘 要 】 通过对粘弹性阻尼器以及消 能支撑 计算模型 的分析 , 采 用 ANSYS软 件建立 了纯钢框 架 、以及分 贝设置中心支撑和消能支撑的钢 框架模型 , 使 用瞬态 分析方 法分别 对它们 进行了自 振特性 分析以 及罕遇 地震下 的时程分析 。 计算结果表明 :和纯框架相比 , 中 心支撑框 架可以 有效地 降低结 构的顶 层位移 , 却增 加了结 构的整 体刚度 , 导致加速度的大幅度增加 ;而消能支撑 则是通过 增加结 构的阻 尼比来 有效地 控制结 构的地震 反应 , 其顶 层位移以及加速度都有 不同程度的减小 。
粘弹性阻尼器是由 粘弹性 材料 与约束 钢板组 成 。
其性能通常用储能刚度 k′d、损耗因子 η和每一滞回圈 的耗能能力 Ed来表示 [ 3] 。 本文使 用 Kelvin模 型来模
拟粘弹性阻尼器 , 它是由 弹性元件 和粘壶 元件 相互并
联而成 , 如图 1所示 , 其本构关系为 :
Fd =cd·X+kdX
2.4 锚杆轴力随施工过程的变化规律
2.2 加锚杆挡土墙前后开挖面岩体水平应力的比较 加锚杆挡土墙前后岩体水平应力的比较如图 2所
示 。图中拉应力为正 , 压应力 为负 。我们 可以看出 , 加 锚杆挡墙支护后 , 在开挖面附近同一点处 , 其 水平拉应 力值有所降低 ,压 应力值有所增加 , 说明由于 锚杆和挡 墙的共同支撑作用 , 使边坡岩体的受力状态得到改善 。 2.3 开挖面水平位移随施工过程的变化规律
本文通过有限元数 值模拟 方法 , 建 立锚 杆挡土 墙 加固边坡的三维有限元模型 , 对锚杆挡土 墙 “逆作 法 ” 施 工过 程进 行模拟 , 分析 岩体 变形 , 锚杆 轴力 分布 等 随着锚杆挡土墙施 工过程的 变化规 律 , 并与 不进行 锚 杆挡土墙支护的情况进行比较分析 。 1 三维有限元模型的建立 1.1 计算参数取值
计算范围对计算结 果的影 响是 比较明 显的 , 参 考 以往计算经验和文 献报道 [ 3、4] , 取计 算范围 为 :坡脚 到 左端边界的距离为 开挖深 度的 1.5倍 , 坡脚 到右边 边 界的距离为 4 开挖 深度 的 4.5 倍 , 上下 边界 总高 为 2 倍开挖深度 。
边界条件为 :底 面边 界加 Y方 向的 约 束 ;两 个 侧 面采用滚动支座 , 竖 直方向没 有约 束 , 可自 由滑动 , 产
从图 4可以看出 , 第三排锚杆的轴力最大 , 第一排 锚杆的轴力最小 , 而 且 , 随着开 挖和 加载的 进行 , 每 排 锚 杆的 轴力 都在 增大 , 轴力 沿锚杆 全长 分布 不均 匀 , 表现为两端小 , 中间 大的 “抛 物线 ”分布 , 但锚 杆前 部 的轴力一 般小 于 尾部 的轴 力 。锚 杆轴 力最 大 点的 位 置也就是锚体剪力 的中性点 , 通过锚杆 最大 轴力点 作 一 曲线 , 就能 得到 边坡可 能的 滑裂 面 , 锚 杆最 大轴 力 的 位置 随开 挖的进 行 , 有 向远 离开 挖面 的趋 势 , 表 明 边坡潜在破裂面在向里发展 , 这和实际结果是符合的 。 3 结语
加锚杆挡墙前后开挖面水平位移比较见图 1。 由图 1可以看出 , 只开挖不支护时 , 开挖面的最大 水平位移出现在离坡脚 约 1 /3 高 的地方 , 即一 般所说
应志民 :锚杆挡土墙结构的三维有限元分析
67
移的最大点基本在离开 挖地面 1 /3 高的 地方 , 也就是 呈 “鼓肚子 ”现象 。
的 “鼓肚子 ”现象 , 在这个地方岩 石比较容 易崩落 这和 文献 [ 5]的结 论是 一致 的 。加锚 杆挡 墙支 护 后 , 边 坡 中下部岩体的位移 调整较大 , 开挖面的 水平 位移有 所 减 少 , 其 减小 的幅 度不大 , 最大 位移 比只 开挖 不支 护 的情况减小 约 4.2%, 说明 全长 粘结 式锚 杆对 限制 破 碎岩质边坡的最大 水平位移 效果并 不明显 , 这主要 是 因为此时边坡只存 在坡脚的 应力集 中 , 整体 稳定性 较 好 , 而且 锚杆 轴力 并不大 , 并没 有很 好地 发挥 锚杆 被 动 加载 的作 用 , 但 是加了 锚杆 挡墙 后 , 可 以较 好地 防 止坡脚塑性区的岩体崩落 。
在锚杆挡墙施工中 , 如果 岩体 开挖后 在进 行锚杆 挡墙施工 , 由于岩体变形 已基本 完成 , 后 期变 形较小 , 因此导致锚杆承受的力 较小 , 不能 很好地 发挥 锚杆的 被动加载作用 。从理论上 讲 , 为了 更好地 发挥 锚杆的 作用 , 应边开挖 边支 护 , 即 采用 “逆 作法 ”施工 。 本文 所研究的边坡是采用全长粘结型锚杆进行支护的 , 全
【关键词 】 钢框架 ;消能支撑 ;时程分析 【中图分类号 】 TU352.11 【文献标识码 】 B 【文章编号 】 1001 -6864(2010)12 -0068 -03
0 引言 消能减震 是工 程减 震 控制 技术 中 的一 种被 动 控
制技术 , 它已成为 一种崭新 的结 构体系 [ 1] 。 消能支 撑 框架结构就 是通 过对 框架 结 构作 特殊 构造 或 附设 控 制 装置 , 借助 这些 装置 在结 构振动 中的 变形 或运 动 , 耗散地震输入结构 的大部分 能量 , 确保 主体 结构在 大 震中 不 受 破 坏 , 试 验 分 析 表 明 它 具 有 较 好 的 抗 震 效果 [ 2] 。 1 粘弹性阻尼器的性能分析
66
低 温 建 筑 技 术
2010 年第 12期 (总第 150 期 )
锚杆挡土墙结构的三维有限元分析
应志民
(丽水市人民防空办公室 , 浙江 丽水 323000)
【摘 要 】 锚杆挡土墙在土木工程领域应用已 经很广 , 但锚 杆挡土 墙的理 论研究 还较滞 后 。 通过有 限元数 值模拟方法 , 建立锚杆挡土墙结构的三维有限元模 型 , 模 拟了锚 杆挡土 墙的 “逆作法 ”施工 过程 。 计 算结果 表明 : ①开挖面最大水平位移在离坡脚 1/3处 ;②锚杆轴力体现为两端小 , 中间大的 “抛物 线 ”状 ;③随 着开挖的进 行 , 边 坡的潜在破裂面向里发 展 , 潜在破裂范围增加 。
【关键词 】 锚杆挡土墙 ;数值模拟 ;三维有限元 ;位移 ;轴力 【中图分类号 】 TU311.41 【文献标识码 】 B 【文章编号 】 1001 -6864(2010)12 -0066 -03
锚杆挡土墙具 有结构 轻 、施工 快捷 、便 于施工 、占 地小 、节 省 材 料和 劳 动 力 、造价 低 、安 全 系数 高 等 优 点 , 是一种新型支挡 结构 , 适用 于墙 高较高 , 缺乏石 料 的地区或挖基困难 的地段 , 也 可用于具 有锚 固条件 的 路堑墙 , 对地基承载 力要求不 高 , 墙 高高时 , 可分级 建 造 。锚杆技术应用于土木工程已有 100 多年的历史 。
加锚杆挡土墙支护 后 , 开挖 面各点 位移 随施工 过 程的变化如图 3所示 。第六荷载步只进行挡墙面板和 肋柱的施工 , 按照弹 塑性理论 , 岩体 已经变 形完成 , 该 步位移和第五荷载步基本一样 , 因此图中没列出 。
从图中可 以看 出 , 随 着 开挖 的 进行 , 边 坡开 挖 面 的水平位移呈逐渐 增大的 趋势 。第 二荷载 步时 , 由 于 只开挖了 2m的岩体 , 开挖面的 水平位移 较小 , 最 大只 有 0.24mm;第三 荷载 步 最大 水平 位 移为 1.11mm;第 四荷载步最大水 平位移达 到 2.41mm;第五 荷载步 时 , 开挖已经完成 , 岩 体的最大 水平位 移达到 4.00mm;第 七荷载步 , 由于加了 车辆荷载 , 水平 位移进 一步增 大 , 达到 4.12mm。而且 , 每个荷 载步 , 边坡 开挖 面水平 位
为了使分析具有 一般 意义 , 建 立理想 化模 型 。假 设锚杆挡土墙 高 9m, 为 一路 肩 墙 , 墙 顶为 一 6m宽 的 道路 , 竖 直 开 挖 , 锚 杆 孔 径 为 130mm, 锚 杆 钢 筋 采 用 Υ36 HRB335 钢 筋 , 间 距 为 2.5m ×2.5m, 锚 杆 倾 角 15°, 锚杆挡墙肋 柱为 300mm×400mm, 挡 土板 厚度 为 200mm。岩体 、挡土 板 和 肋柱 均 采 用 SOLID45 单 元 , 锚杆采用三 维 杆单 元 LINK8 单 元 模拟 。参 考 文献 报 道 , 岩土体采用 Drucker-Prager模型 , 其弹性模量 E= 300MPa, 重度为 22kN/m3 , 粘结力 c=30kPa, 内摩 擦角 为 25°, 泊松比为 0.35。锚杆弹性模量 E=2e6MPa, 重 度为 78kN/m3 , 泊 松比 为 0.2。混凝 土 弹性 模量 E= 28000MPa, 重度为 25kN/m3 , 泊松比为 0.25。 1.2 计算范围 、边界条件的确定
(1) 不管只开挖不支护边 坡还是锚 杆挡土 墙支 护边坡 , 开挖面 水平 位移 都体 现为 “鼓肚 子 ”现象 , 最 大水平位移约在离坡脚 1 /3 的地方 。