框架锚索及加固边坡的黏结分析

本节针对试验数据较好的试件1和2进行分析，主要分析其锚杆-灌浆体界面上预埋应变片在加载过程中实时测得的应变数据，以此得到加载过程中界面黏结力的分布、传递规律。

选择L＝320 mm、T＝1 s的试验试件实测值与理论解进行对比，比较动荷载作用下界面剪应力的分布特征，其计算简图如图2.14所示，不同加载等级下试件1的力-位移曲线如图2.15所示，试验结果如图2.16所示。

式中 ε ── 应变值；

E ── 钢筋弹性模量（MPa）；

As ── 钢筋面积（mm2）；

d ── 钢筋直径（mm）；

ΔL ── 应变片测值有效范围（mm）；

P ── 锚杆端头所受的拉拔力（kN）；

a ── 锚束体半径（mm）；

z ── 锚固长度（mm）；(https://www.xing528.com)

μ ── 泊松比；

E ── 基体弹性模量（MPa）；

Ea ── 锚束体弹性模量（MPa）。

图2.14　计算简图

图2.15　不同加载等级下试件1力-位移曲线

图2.16　试验值与理论值比较

图2.15为试件1在加载过程中，部分加载等级对应该级（5次循环内）的受力变形图。图2.16给出了试件处于弹性阶段时的第1、30、60和90级加载条件下得到的最大值与上述理论计算值的比较结果，可见理论值在第30、90级的峰值较实测值偏大，但二者剪应力的分布形式均呈现出单峰值特性，锚固段端头附近出现了剪应力集中的现象。而试验得到的有效锚固段长度明显大于理论计算值，约为理论值的2倍。锚杆与灌浆体界面上由摩擦力、机械咬合力、化学胶着力构成的应力的变化规律随着外荷载的增大和界面脱黏的发生均不断变化，三者之间的转化过程可描述如下：

弹性变形阶段的锚固体系黏结力以化学胶着力为主，另外2项为辅；弹塑性变形阶段界面出现初期滑移时化学胶着力基本不变，而在此阶段内由于体系变形增速加快，机械咬合力和摩擦力开始增大；当体系进入塑性流动阶段时，灌浆体内产生破裂现象，摩阻力和机械咬合力迅速增大而化学胶着力快速下降；当体系进入界面完全脱黏阶段时，化学胶着力丧失，摩阻力已经很小，黏结力主要由机械咬合力提供，而且界面间的错动趋势加剧导致机械咬合力减小。