亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        十字形多層抗浮土錨拉拔特性數(shù)值模擬

        2022-01-25 13:29:06夏紅兵蔡海兵
        關(guān)鍵詞:十字形軸力拉力

        夏紅兵,葉 虎,蔡海兵

        (安徽理工大學(xué) 土木建筑學(xué)院,安徽 淮南 232001)

        錨桿是建筑工程中非常常用的一個(gè)支護(hù)工具[1-4],近年來,有不少學(xué)者研究通過改變錨桿形狀來獲得更好的支護(hù)性能,隨之誕生的有囊氏擴(kuò)體錨桿[5]、擴(kuò)大頭錨桿[6]等,袁方龍、陳運(yùn)濤等[7]研究發(fā)現(xiàn)擴(kuò)體錨桿在基坑開挖時(shí)可以有效的減少坡后土體的水平位移,使基坑更加穩(wěn)定。王偉健等人[8]研究發(fā)現(xiàn)多橫栓錨桿和等截面錨桿比較,土體位移顯著減小,多橫栓土錨通過增加與土體的接觸面積,可以大幅增加極限承載力, 多橫栓土錨極限承載力比普通錨桿提升55%。部分研究學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)擴(kuò)體錨桿的承載能力相比普通錨桿更高,同等長度下擴(kuò)體錨桿比普通錨桿承載力大約可以提高20%~30%[9-11]。郭鋼等[12]研究發(fā)現(xiàn)在極限承載力、位移與彈性承載范圍等方面擴(kuò)體錨桿比普通等截面錨桿的性能均有大幅度的提高,擴(kuò)體錨固段的直徑、長度和埋深均是影響錨桿的承載性能的影響因素。

        抗浮錨桿常用于地下室結(jié)構(gòu)中,其可以抵擋地下水的浮力作用,抗浮錨桿頂部承受拉力作用,在地下室施工中抗浮錨桿發(fā)揮了非常大的作用,為地下室的穩(wěn)定和安全做出了突出貢獻(xiàn)。耿云尚[13],呂權(quán)等[14]詳細(xì)討論了抗浮錨桿在實(shí)際施工中的具體施工步驟以及各個(gè)步驟的關(guān)鍵技術(shù)控制點(diǎn)和質(zhì)量控制點(diǎn),陳城[15]的研究結(jié)果顯示擴(kuò)大頭抗浮錨桿擴(kuò)大頭段直徑越大,錨桿的錨固力也會(huì)隨之增大,劉國民[16]研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)增加抗浮錨桿的直徑和長度可以增加抗浮錨桿的承載力,裴寶家等[17]研究發(fā)現(xiàn)同等條件下擴(kuò)大頭抗浮錨桿比非擴(kuò)大頭抗浮錨桿承載性能更好,位移變化更小。

        目前實(shí)際工程中,土錨施工想要獲得更大的錨固力,要么選擇增加錨固體的直徑要么增加錨固體的錨固長度,但是這兩種方法都會(huì)使水泥漿的用量大增從而導(dǎo)致施工成本的提升,為了獲得較大的錨固力同時(shí)節(jié)省造價(jià),本文提出一種十字形多層抗浮土錨,通過在土錨周身用成盤工具制造出多個(gè)盤體來分擔(dān)荷載提升土錨整體承載性能,制造盤體所需水泥漿用量少,大大節(jié)省成本,在實(shí)際工程中經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)。通過FLAC3D數(shù)值模擬軟件對該十字形多層土錨與等截面土錨的承載力,位移等差異進(jìn)行研究對比。

        1 十字形多層土錨介紹

        十字形多層土錨[18]是在普通等截面土錨的基礎(chǔ)上,每隔一定間距,利用一種特殊的工具在土錨側(cè)面上做出多個(gè)半圓形的盤腔,原位旋轉(zhuǎn)90度,再次形成盤腔,放入鋼絞線組,注入水泥漿或者水泥砂漿,凝固而成多層土錨,因?yàn)槠錂M截面形狀和中文漢字‘十’相似,故取名為十字形多層土錨。多層土錨與等截面土錨的受力機(jī)理有所區(qū)別,等截面土錨僅受到沿桿身的側(cè)摩阻力作用,多層土錨盤體迎土面在桿體拉力作用下受到被動(dòng)土壓力作用,多層土錨抗拔力大幅度提升。

        2 數(shù)值模擬模型建立

        2.1 模型概述

        本模型中,模型長10m,寬10m,高7.4m,土錨長5.4m,其橫截面為直徑為150mm的圓,本文為了建模及運(yùn)算的方便,將圓柱形土錨用邊長為150mm的方形替代,半橢圓形錨盤用長方形替代。土錨全部埋入土體內(nèi),錨盤厚100mm,盤體伸出距離為100mm,盤間距400mm,整個(gè)土錨共設(shè)置10個(gè)錨盤,頂部為自由邊界,側(cè)面平行于Y軸的面約束其X軸方向的位移,平行于X軸的面約束其Y軸方向的位移,底部約束其Z軸方向位移,土錨模型和整體模型分別如圖1、圖2所示。

        圖1 土錨模型

        圖2 整體模型

        2.2 十字形多層土錨模擬時(shí)的基本假設(shè)

        (1)假設(shè)十字形多層土錨采用的是均質(zhì)連續(xù)的彈性體。

        (2)假設(shè)土體是連續(xù)各向同性的理想彈塑性材料,采用摩爾-庫侖本構(gòu)模型。

        (3)十字形多層抗浮土錨的承載特性基于錨土共同作用原理。

        (4)實(shí)際施工中對土體和土錨的影響忽略不計(jì)。

        基于上述假設(shè),土錨和土體參數(shù)如表1所示。

        表1 土錨和土體參數(shù)

        3 豎直方向承載力特性分析

        3.1 荷載-位移曲線

        在十字形多層土錨頂部施加豎直向上的拉力,從100kN的面荷載開始加載,每級增加25kN,逐步加大拉力。

        十字形多層土錨和等截面土錨在荷載作用下的荷載-位移曲線如圖3和圖4所示,在十字形多層土錨模型中施加425kN拉力時(shí)產(chǎn)生的位移增量超過施加400kN拉力時(shí)產(chǎn)生的位移增量的兩倍,巖土錨桿技術(shù)規(guī)程[19]中規(guī)定:后一級荷載產(chǎn)生的錨頭位移增量達(dá)到或超過前一級荷載產(chǎn)生的位移增量的2倍時(shí)土錨破壞。據(jù)此可判斷十字形多層土錨的極限抗拔承載力為425kN,同理可得等截面土錨的極限抗拔承載力為107.5kN,當(dāng)荷載施加到425kN時(shí),十字形多層土錨的位移為2.1829mm,當(dāng)荷載施加到107.5kN時(shí),等截面土錨的位移為7.8933mm。

        圖3 十字形多層土錨荷載-位移曲線

        圖4 等截面土錨荷載-位移曲線

        由十字形多層土錨和等截面土錨的荷載-位移曲線可知,隨著荷載的不斷增加,土錨的位移不斷增加,當(dāng)?shù)冉孛嫱铃^到達(dá)極限承載力時(shí),十字形多層土錨還遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到其極限承載力,據(jù)此可得到添加了錨盤的多層土錨能夠大大降低土錨的豎直位移,錨盤的效果顯著。相同荷載下十字形多層土錨位移小于等截面土錨,十字形多層土錨支護(hù)效果優(yōu)于等截面土錨。

        3.2 多層土錨位移云圖分析

        在FLAC3D軟件中對等截面土錨和十字形多層土錨模型中間進(jìn)行切片操作,取中間部分研究,等截面土錨在103kN拉力作用下的豎向位移云圖如圖5所示,十字形多層土錨在十字形多層土錨在425kN拉力作用下的豎向位移云圖如圖6所示,由兩圖可看出等截面土錨和十字形多層土錨的位移均呈現(xiàn)中間大,兩邊小的趨勢,左右對稱,由中間向兩邊發(fā)散,越靠近土錨頂部,越靠近土錨中心豎向位移越大,十字形多層土錨與等截面土錨豎向位移云圖的不同點(diǎn)在于,十字形多層土錨的錨盤處分擔(dān)荷載大,豎向位移在錨盤處發(fā)生變化,錨盤處位移從上向下逐漸遞減,正是由于錨盤的分擔(dān)荷載作用使得十字形多層土錨的承載性能優(yōu)于等截面土錨。

        圖5 等截面土錨103kN作用下豎向位移云圖

        圖6 十字形多層土錨425kN作用下豎向位移云圖

        3.3 豎向應(yīng)力云圖分析

        在FLAC3D軟件中對十字形多層土錨模型和等截面模型中間切片,取中間部分分析。十字形多層土錨和等截面土錨在荷載作用下的豎向應(yīng)力云圖如圖7和圖8所示,由圖7可看出,在425kN的拉力作用下,十字形多層土錨的應(yīng)力分布由上向下逐漸遞減,主要原因是土錨的側(cè)摩阻力在發(fā)揮作用,側(cè)摩阻力將其中的一部分力傳遞到周邊的土體,圖8是等截面土錨在107.5N的拉力作用下的豎向應(yīng)力云圖,此圖也反映了和十字形多層土錨模型一樣的規(guī)律,即越靠近土錨的下部應(yīng)力越小。由圖7可看出十字形多層土錨整個(gè)應(yīng)力分布呈現(xiàn)糖葫蘆似的形狀,其錨盤處分擔(dān)了較多的荷載,故十字形多層土錨可以承擔(dān)更大的荷載,同等條件下十字形多層土錨的承載性能優(yōu)于等截面土錨。

        圖7 十字形多層土錨豎向應(yīng)力云圖

        圖8 等截面土錨豎向應(yīng)力云圖

        3.4 十字形多層土錨軸力分析

        由于FLAC3D軟件中實(shí)體單元土錨的軸力不能直接導(dǎo)出,所以本文采取分段計(jì)算的方法。在FLAC3D軟件中操作界面顯示出土錨各個(gè)單元的ID號,然后在命令窗口中輸入相應(yīng)的命令可以批量輸出相應(yīng)ID的應(yīng)力狀態(tài),對同截面的各ID號的應(yīng)力值取平均值,然后乘以該截面面積即可得到該截面的軸力值。

        10個(gè)錨盤在不同荷載作用下各錨盤承擔(dān)的荷載情況如圖9所示,錨盤從土錨底部向端部開始計(jì)數(shù),由圖可看出在同一荷載下,越靠近土錨根部的錨盤可以承擔(dān)跟多的荷載,在不同荷載作用時(shí),荷載越大,同一錨盤分擔(dān)的荷載越多,隨著荷載的不斷加大,靠近頂部的錨盤承擔(dān)的荷載增量逐漸減緩。

        圖9 錨盤承擔(dān)荷載

        十字形多層土錨與等截面土錨在不同荷載作用下時(shí)不同入土深度的土錨軸力分布規(guī)律如圖10、圖11所示,由圖10可看出,在不同拉力作用下,十字形多層土錨的軸力呈現(xiàn)階梯型上升狀,軸力在錨盤處發(fā)生突變,土錨軸力隨著埋入土體的深度增加而減小,越靠近土錨頂部土錨的軸力越大,由圖11可知,土錨在不同長度埋入深度下,等截面土錨的軸力每一段都均勻增長,呈線性變化,軸力上升的速率明顯比十字形多盤土錨要大。原因可能是錨盤增加了整個(gè)土錨與土體的接觸面積,大大加強(qiáng)了土錨和土體之間的聯(lián)合作用效應(yīng)。施加較小的荷載時(shí),側(cè)摩阻力承擔(dān)了大部分荷載,盤體的效果并不是很明顯,但是隨著荷載的增大,盤體的效果就會(huì)體現(xiàn)出來。十字形多層土錨加了錨盤后土錨軸力變化速率慢于等截面土錨,錨盤處的軸力突變正反應(yīng)出錨盤分擔(dān)了較多荷載,錨盤的作用明顯,十字形多層土錨承載性能優(yōu)于等截面土錨。

        圖10 十字形多層土錨軸力

        圖11 等截面土錨軸力

        3.5 十字形多層土錨側(cè)摩阻力分析

        十字形多層土錨某段的側(cè)摩阻力計(jì)算方法上就是兩相鄰斷面的軸力的差值,具體的計(jì)算方法如下:

        Fi=第i個(gè)盤體上部監(jiān)測處軸力-第 i個(gè)盤體下部監(jiān)測處軸力

        十字形多層土錨在不同拉力作用下的側(cè)摩阻力分布圖如圖12所示,由圖12可看出,十字形多層土錨側(cè)摩阻力大致呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,當(dāng)施加的荷載為250kN時(shí),側(cè)摩阻力達(dá)到最大值,之后土錨的側(cè)摩阻力呈現(xiàn)一定幅度的下降,背后的原因可能是錨土之間的負(fù)摩阻力。等截面土錨在不同荷載作用下的側(cè)摩阻力分布圖如圖13所示,側(cè)摩阻力隨著荷載增加不斷增加。與等截面土錨相比,十字形多層土錨桿身的側(cè)摩阻力較小,大部分側(cè)摩阻力被錨盤所承擔(dān),故十字形多層土錨可承擔(dān)更多荷載,十字形多層土錨支護(hù)效果比等截面土錨效果更好。

        圖12 十字形多層土錨側(cè)摩阻力

        圖13 等截面土錨側(cè)摩阻力

        4 結(jié)論

        通過數(shù)值模擬計(jì)算得出,相同條件下,十字形多層土錨比等截面土錨有更高的承載能力,當(dāng)承擔(dān)同樣的荷載時(shí),十字形多層土錨的盤體可分擔(dān)較多荷載從而使十字形多層土錨整根土錨的位移變化較少,十字形多層土錨用在實(shí)際工程中僅需添加少量水泥漿就可以大幅度提升土錨的錨固效果,經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)。

        (1)十字形多層土錨比等截面土錨承載力更大,十字形多層土錨極限承載力比等截面土錨提高了295.34%,豎向位移更小,當(dāng)十字形多層土錨和等截面土錨都達(dá)到極限承載力時(shí),十字形多層土錨比等截面土錨豎向位移少72.34%。

        (2)錨盤的添加使得多層土錨迎土面面積更大,土錨不僅受到桿身側(cè)摩阻力和土錨底部端承力的作用,還受到盤體側(cè)摩阻力和盤體端承力的作用,這些力共同作用下使得土錨承載力更高,其中錨盤分擔(dān)了大部分荷載,錨盤分擔(dān)荷載最高可達(dá)到總荷載的90.5%。

        猜你喜歡
        十字形軸力拉力
        軸力作用下軟土基坑力學(xué)場演化規(guī)律的原位試驗(yàn)研究*
        淺談支撐軸力伺服系統(tǒng)在深基坑中的應(yīng)用
        基于CFD的螺旋槳拉力確定方法
        基坑鋼支撐軸力監(jiān)測的優(yōu)化及實(shí)踐
        水道港口(2020年2期)2020-06-08 04:41:12
        畫十字形
        巧填數(shù)
        自不量力
        跟蹤導(dǎo)練(三)(3)
        等動(dòng)拉力和重力拉力蝶泳劃臂動(dòng)作生物力學(xué)分析
        鋼支撐軸力在安裝過程中的監(jiān)測分析
        鐵道勘察(2016年3期)2016-08-01 07:20:14
        成人影院在线视频免费观看| 亚洲国产日韩欧美高清片a| 在线一区二区三区免费视频观看| 在线视频色系中文字幕| 亚洲综合在线一区二区三区| 人妻无码中文专区久久五月婷 | 40岁大乳的熟妇在线观看 | 天美传媒一区二区| 99久久久精品免费香蕉| av手机天堂在线观看| 午夜福利理论片在线观看播放 | 人妻一区二区三区av| 久久久亚洲精品无码| 91免费永久国产在线观看| 永久免费在线观看蜜桃视频| 极品尤物精品在线观看| 四虎影视永久在线观看| 国产偷国产偷高清精品| 全免费a级毛片| 日韩免费高清视频网站| 人妻蜜桃日产一本久道综合在线| 国产欧美成人一区二区a片| av无码精品一区二区三区四区| 欧美h久免费女| 三区中文字幕在线观看| 高潮又爽又无遮挡又免费| 亚洲AV无码成人品爱| 视频在线亚洲视频在线| 成人免费无码视频在线网站| 18级成人毛片免费观看| 亚洲精品白浆高清久久| 国产手机在线观看一区二区三区| 日本老熟妇50岁丰满| 成人在线免费视频亚洲| 免费看av网站在线亚洲| 国产精品无码v在线观看| 老熟妇仑乱一区二区视頻| 久久综合老鸭窝色综合久久| 99久久无色码中文字幕人妻蜜柚 | 国产香蕉尹人在线观看视频| 久久精品美女久久|