很多学者在研究锚杆锚固机制时,只考虑了锚杆的轴向作用,未考虑锚杆的抗剪切作用。近年来,诸多学者已经认识到锚杆横向抗剪作用对岩体加固效应的重大贡献,开展了一系列锚杆剪切试验研究,得到了许多指导性的结论。国外关于锚杆抗剪力学效应研究的开展较早,Bjurstrom[3]首先开展了锚杆横向抗剪切试验研究,指出锚杆的横向抗剪作用能限制节理岩体的层间错动,较好地维持了节理岩体的整体稳定性。Fuller和Cox[4]考虑锚杆在节理面处的剪切变形及转角位移,建立了节理面处锚杆抗剪作用计算模型,该模型较好地反映了锚杆的横向抗剪作用。李术才等[5]应用断裂力学与损伤力学理论,对复杂应力状态下脆性断续节理岩体的本构模型及断裂损伤机制进行研究。根据应变能等效的方法和自洽理论,建立加锚断续节理岩体在压剪、拉剪应力状态下的断裂损伤本构模型,并且建立了裂纹在压剪和拉剪状态下的损伤演化方程。刘才华等[6]从结构控制稳定的角度出发,系统地分析节理岩体锚固机制研究的工程背景和科学意义,探讨拉剪作用下节理锚杆的力学与变形演化规律,揭示基于岩石/浆体与锚杆相互作用的节理岩体内在的锚固机制,对比分析节理岩体锚固弹性地基梁模型和结构力学模型的优缺点。腾俊洋等[7]在分析锚固方式和层理对加锚岩石力学特性的影响规律时,分别对试件进行端部锚固和全长锚固,从而得到不加锚杆、端部锚固、全长锚固3种试件变形和强度特征。张波等[8]采用相似材料制作含交叉裂隙岩体无锚及加锚试件,以主次裂隙之间角度、锚固位置及锚杆与加载方向之间角度为变化参数,对试件进行单轴压缩试验,研究含交叉裂隙节理岩体的锚固效应及破坏模式。Zhang等[9]分析了含预制交叉裂隙加锚岩石的力学性质,指出交叉裂隙岩石单轴抗压强度高于单裂隙岩石。Kilic等[10]研究了锚杆承载力的影响因素。Grasselli[11]对含两条预置平行节理的类岩石材料试件开展了直剪试验,试验表明,锚杆与节理面法向夹角越大,则节理面的剪切位移就越小。Li和Stillborg[12]提出了含单一节理锚杆加固时锚杆受力解析模型。汪小刚等[13]研究在不同法向力、预应力和锚固情况下锚索对平滑节理面抗剪性能的影响,利用对比试验将销钉力、预应力和轴力增量3种力的抗剪作用分离出来,着重探讨了在剪切过程中3种力对节理面的抗剪贡献,并分析了锚索模拟体的破坏形式。王平等[14-15]研究锚杆对裂隙岩体的锚固机制及其影响因素,对预制锚固单排裂隙试件进行单轴破断试验,提出了主控裂纹的概念。后续研究了裂隙岩体锚固作用机理,采用水泥砂浆预制不同倾角的裂隙试件,在裂隙上下两端一定距离预埋GFRP(玻璃纤维塑料筋材)锚杆制作加锚裂隙试件进行单轴压缩试验。李育宗等[16]探讨拉剪作用下节理岩体锚固的受力与变形的演化规律。Jalalifar等[17]通过锚杆的双剪切试验,研究了不同预应力水平、不同围岩强度对锚杆变形、受力及破坏特征的影响。Chen和Li[18]尝试了新的测试方法,并开展传统锚杆与新型耗能锚杆的剪切试验,发现锚杆上轴力与剪力的合力方向与锚杆位移的方向并不重合。Srivastava和Singh[19]研究了锚杆数量对加锚节理面抗剪性能的影响。周辉等[20]制作了含30°,45°,60°的预制裂隙试件,通过分析室内单轴压缩试验研究预应力锚杆的锚固止裂效应,得到了一系列结论。王刚等[21]基于PFC中FISH语言,采用双线性锚杆本构模型对岩体加锚节理面在剪切荷载作用下的力学行为进行数值模拟研究,通过变化锚杆刚度和浆体强度,深入研究岩体结构面-浆体-锚杆相互作用下锚固体系宏细观力学响应。位伟等[22]建立了节理面附近锚杆的梁单元模型。刘爱卿等[23]利用配置的混凝土块体模拟围岩,采用节理直剪的方式,研究了40,80 kN两种预紧力下锚杆对节理岩体抗剪性能的影响。Chen[24]提出了加锚岩体的三维复合单元模型。(www.xing528.com)
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