锚索轴力响应特性研究成果

现阶段对于锚杆-灌浆体-岩体三者之间在动力荷载作用下的力学黏结性能有部分研究成果，但对锚索加固边坡体受到地震激励时的轴力动态变化规律尚未见报道。对于土木工程师而言，锚索轴力在地震过程中的响应值与地震结束时的残余值是评价边坡体稳定状态的关键因素，本次振动台模型试验时布设了轴力传感器，具体见图3.13（a）所示，测量元件编号由下到上依次为T1、T2、T3和T4。

为了研究边坡锚索轴力在地震时的变化规律，本节选取人工波激振时台面监测地震波峰值为0.204g和0.564g的轴力-时间监测数据作出图3.32和图3.33，由图可知：

① 边坡不同高度处的锚索轴力响应值与台面监测地震波加速度时程曲线均具有明显的强震段，且强震段发生时间一致。

② 锚索轴力响应峰值随测点所在高度、输入地震波峰值变化具有明显的差异。如：对于边坡不同高度处的锚索，在0.204g和0.564g地震波激励时均表现出T4测点＞T3测点＞T2测点＞T1测点；对于同一锚索的轴力响应峰值均表现出0.564g激励时大于0.204g激励时。

③ 与初始预应力相比较，锚索轴力残余值变化与测点所在高度、输入地震波峰值有关。如：在0.204g地震激励结束时，T4和T3测点的轴力残余值减小，T2测点的轴力残余值增加，T1测点的轴力残余值不变；而在0.564g地震激励结束时，T4和T3测点的轴力残余值不变，T2测点的轴力残余值减小，T1测点的轴力残余值增加。

④ 与初始预应力相比较，锚索轴力响应峰值增加量大于锚索轴力的残余值变化量。如T4测点在0.204g地震激励时的峰值增加量为72 N，而残余值变化量为3.5 N。

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图3.32　人工波激励时轴力-时程曲线（峰值加速度0.204g）

图3.33　人工波激励时轴力-时程曲线（峰值加速度0.564g）

由以上分析可知，锚索在地震时的工作机制较复杂，为了进一步阐述地震过程中锚索轴力响应值与测点高度、输入波峰值间的关系，本节定义轴力峰值增加比为地震过程中锚索轴力响应峰值相对初始预应力的差值与初始预应力之比，轴力残余值变化率为地震结束时锚索轴力相对初始预应力的差值与初始预应力之比。