针对无螺纹自锚式锚杆的承载特性,基于B样条物质点法(B-spline Material Point Method,BSMPM),引入了库伦摩擦模型、指数模型和双曲线模型,发展了土体-锚杆耦合界面接触模型,开展了锚杆的竖向和水平拉拔模拟,并与已有试验结果或理论解...针对无螺纹自锚式锚杆的承载特性,基于B样条物质点法(B-spline Material Point Method,BSMPM),引入了库伦摩擦模型、指数模型和双曲线模型,发展了土体-锚杆耦合界面接触模型,开展了锚杆的竖向和水平拉拔模拟,并与已有试验结果或理论解进行对比.结果表明:(1)B样条物质点法能够准确计算土体-锚杆耦合问题,引入三种接触模型下的耦合模型所得锚杆竖向拉拔模拟结果均与已有试验结果吻合较好,所得锚杆水平承载力特征值与理论解相对误差在合理范围内,指数接触模型、摩擦接触模型和双曲线接触模型的相对误差分别为12.03%、13.04%和13.19%;(2)水平荷载下锚杆变形由锚杆与土体的相对刚度主导,长径比增加至30时,锚杆变形特征由刚性转变为弹性;(3)随着锚杆直径的增大,水平变形系数呈幂指数减小,锚杆的水平承载力呈负指数衰减型曲线增长规律,锚杆直径由100 mm增大至400 mm,水平承载力提升83%(10.3 kN→18.87 kN).研究结果验证了B样条物质点法在土体-锚杆耦合问题研究上的可行性,为土体-结构耦合问题研究提供了可靠分析方法.展开更多
文摘针对无螺纹自锚式锚杆的承载特性,基于B样条物质点法(B-spline Material Point Method,BSMPM),引入了库伦摩擦模型、指数模型和双曲线模型,发展了土体-锚杆耦合界面接触模型,开展了锚杆的竖向和水平拉拔模拟,并与已有试验结果或理论解进行对比.结果表明:(1)B样条物质点法能够准确计算土体-锚杆耦合问题,引入三种接触模型下的耦合模型所得锚杆竖向拉拔模拟结果均与已有试验结果吻合较好,所得锚杆水平承载力特征值与理论解相对误差在合理范围内,指数接触模型、摩擦接触模型和双曲线接触模型的相对误差分别为12.03%、13.04%和13.19%;(2)水平荷载下锚杆变形由锚杆与土体的相对刚度主导,长径比增加至30时,锚杆变形特征由刚性转变为弹性;(3)随着锚杆直径的增大,水平变形系数呈幂指数减小,锚杆的水平承载力呈负指数衰减型曲线增长规律,锚杆直径由100 mm增大至400 mm,水平承载力提升83%(10.3 kN→18.87 kN).研究结果验证了B样条物质点法在土体-锚杆耦合问题研究上的可行性,为土体-结构耦合问题研究提供了可靠分析方法.
