锚杆工作载荷对支护应力场影响的相似模拟研究

"单根锚杆不同工作载荷下支护应力场特征相似模拟研究" 本文主要探讨了单根锚杆在不同工作载荷条件下的支护应力场特性，通过实验室相似模拟进行了深入测试和分析。锚杆作为地下工程中常用的支护结构，其性能直接影响到工程的安全稳定。在研究中，作者们关注了锚固体（即锚杆周围的加固区域）的应力分布，包括轴向和横向两个方面。 首先，锚固体的轴向应力场呈现出由压应力核心区和扩散区组成的独特形态，形象地比喻为“酒精灯”状。这个核心区域位于锚固体靠近锚杆的部分，由三个压应力集中区构成。当锚杆的工作载荷增加时，轴向应力场的垂直方向上，无论是应力值还是分布范围都有显著增大。然而，沿锚杆轴线方向，尽管应力值也增大，但分布范围的变化不大。 其次，锚固体的横向应力场分析发现，沿着锚杆轴向，在锚杆周围形成了前后两个明显的压应力集中区。浅部的应力集中区位于锚杆托板下方，形状类似倒扣的碗；而靠近锚固段的压应力集中区则呈现对扣碗状。横向应力场的整体应力值相对较小，大约只有轴向应力场的四分之一。随着工作载荷的增加，横向应力集中区的范围会扩大，应力值也随之提高，但其位置和形态基本保持稳定。 这些发现对于理解锚杆支护机制、优化支护设计以及预测工程中可能出现的问题具有重要意义。在实际工程应用中，合理调整锚杆的工作载荷，可以有效改善围岩的应力分布，防止岩体破裂和位移，从而提升工程的安全性和稳定性。此外，这些研究成果也为未来进行更复杂的锚杆组合或不同地质条件下的模拟分析提供了基础。 关键词：单根锚杆；工作载荷；支护应力场；相似模拟 中图分类号：TD315 文献标识码：A 文章编号：1006-6225(2015)05-0087-06 通过上述研究，我们可以看出锚杆在不同工况下的作用机理，有助于我们更好地理解和利用锚杆支护技术，确保地下工程的安全运行。同时，这也提醒我们在设计锚杆系统时，需要充分考虑工作载荷的影响，以实现最优的支护效果。