复合锚杆界面破坏的Abaqus数值模拟研究

"多界面复合锚杆荷载传递机制的数值模拟 (2011年)"，这篇论文属于自然科学领域，详细探讨了复合锚杆在拉拔试验中的荷载传递特性，采用Abaqus软件进行了数值模拟。研究重点在于复合锚杆的界面破坏现象，通过改进的Cohesive单元来模拟四种不同材料界面的行为。 在本文中，作者首先介绍了采用Abaqus软件对复合锚杆的拉拔试验进行模拟的方法，特别强调了复合锚杆的破坏通常发生在材料界面。他们运用改进的Cohesive单元来处理这些复杂的界面问题，这是一种能够描述材料从连续到分离过程的仿真工具，能够准确模拟界面的剪切行为。 研究表明，钢绞线的轴向应力和界面剪应力遵循指数分布规律。随着加载的增加，锚杆近端的握裹力逐渐被克服，导致剪应力峰值向锚杆的远端转移。此外，南竹与复合材料以及南竹与水泥砂浆之间的界面剪应力峰值会随着主控面剪应力峰值的变化而变化，这表明界面间的相互作用对整体荷载传递有显著影响。 论文还指出，南竹管材由于受到周围高刚度的复合材料和水泥砂浆约束，其轴向应力峰值主要集中在南竹的中部。另一方面，水泥砂浆与土体的界面表现出不同的行为，由于边界条件的差异，其剪应力沿锚杆轴线从近端到远端逐渐增大。 通过对比数值模拟结果与现场试验数据，作者证明了所采用的数值方法的有效性。这一研究对于理解和改善复合锚杆的性能，以及在工程实践中优化设计具有重要的理论和实践价值。关键词包括复合锚杆、锚固机理、界面破坏、Cohesive单元和数值模拟，这些都是论文深入探讨的关键技术点。 这篇论文提供了一个深入理解多界面复合锚杆荷载传递特性的科学框架，对于地质工程、隧道工程和边坡稳定等领域具有重要的参考价值。通过数值模拟技术，研究人员可以更好地预测和控制锚固系统的性能，从而提高工程的安全性和经济性。