杆状支护系统的耦合模型及应用

锚杆/锚索等杆状支护系统在土木工程界的应用很广。但到目前为止,杆状支护物与被支护体之间的耦合机理却尚未十分清晰,有关支护效果的可靠合理的评价方法也并未成熟。基于Shear-Lap理论,提出一种改良的计算分析方法来描述杆状支护材料、交界面和被支护体之间的耦合作用机理。分析锚杆拉拔试验中由耦合到破坏的整个过程,提出一个计算交界面真实粘结强度的新方法。普通拉拔试验中,交界面的平均剪切强度低于其真实强度。二者的差别受支护杆的锚固长度和试件材料的物理力学性质的影响。若忽略试件材料的变形模量,可能导致试验的计算值与真实强度之间出现很大的偏差。分析不同变形模量试件体的拉拔试验过程,对于软岩支护中金属体的室内拉拔试验,建议试件材料的变形模量和相应的锚固长度。圆形隧道周边锚杆的受力状态分析表明,锚杆受力后存在拉拔区、中性点和锚固区。中性点的位置不但和隧道的几何尺寸有关,还与岩石的物理力学性质有关。计算结果和实测结果进行了对比,二者较为接近。