加锚层状岩体的变形破坏过程与加固效果分析模型.docx

加锚层状岩体的变形破坏过程与加固效果分析模型
加锚层状岩体的变形破坏过程与加固效果分析模型
摘要：随着工程建设规模的不断扩大和要求的提高，对于层状岩体的加固技术也越来越高。本文针对加锚层状岩体的变形破坏过程与加固效果进行了分析，并提出了一种求解模型。本文通过对干式砂浆锚杆固结岩体的研究进行剖析，给出了析取位移及研究水平两个解题步骤，自行解题建立求解模型，并将其应用于实际生产。结果表明，所建立的求解模型能够较为准确地预测加锚层状岩体的变形破坏过程和加固效果。
关键词：加锚；层状岩体；变形破坏过程；加固效果；模型
一、引言
层状岩体是地质结构中广泛存在的一种岩体类型，具有层面分明、分层连续等特征。在工程建设中，由于层状岩体本身的不稳定性，会对工程安全造成很大的威胁。因此，对于层状岩体的加固技术研究一直备受关注。
加锚作为一种比较常见的层状岩体加固技术，已经在很多实际工程中得到了应用。加锚的作用是增加岩体的抗拉强度和承载能力，减小岩体的变形和破坏。本文主要从加锚层状岩体的变形破坏过程和加固效果分析模型两个方面进行研究。
二、加锚层状岩体的变形破坏过程
在加锚层状岩体中，岩体发生变形和破坏的过程是一个复杂的过程。这个过程包括了岩体的撑拉切割破坏、锚索的拉伸损伤、混凝土的破碎损伤等多种因素。以下将从撑拉、切割以及破碎三个方面进行分析。
1.撑拉破坏
在紧贴层状岩体表面的干式砂浆锚杆受力后，会出现撑拉破坏现象。当干式砂浆锚杆的拉应力达到一定的值时，压应力区的基岩将出现贯通破断，锚杆环切面和贯通面之间的岩体将通过剪切断榫来达到破坏的状态。
2.切割破坏
当锚杆的拉应力超过各层岩体的剪切强度时，岩体将会发生切割破坏。当岩质层面处于平衡状态时，不论是摩擦还是永久切变，均能够形成非对称模式的裂缝。
3.破碎破坏
当锚杆的拉应力超过了岩体的强度极限时，岩体将发生破碎破坏。在钻孔中的锚杆被张紧的情况下，岩体的破坏往往是由锚柄产生的偏心力引起的。根据实验结果，锚杆的破坏与岩体的强度、缝隙、预制损伤等密切相关。
三、加锚效果的分析
为了保证加锚层状岩体加固效果，需要对其效果进行分析。以下是加锚效果分析的几个关键因素。
1.安全性
加锚后的层状岩体需要具有足够的安全性，能够经受住工程荷载和外界自然力的作用。只有同时满足安全性和经济性的情况下，加锚技术才能真正应用于实际生产。
2.增强性
加锚的最终目的是增加层状岩体的抗拉强度和承载能力。当岩体在工程荷载的作用下产生变形时，岩体内部的变形就会迫使细长的锚杆堵塞裂缝，从而发挥了增强的作用。
3.经济性
加锚的成本要相对较低才能被广泛应用于实际生产。因此，在选择加锚技术时需要考虑其经济性。
四、加锚层状岩体的变形破坏过程与加固效果分析模型
在本文中，我们建立了一种加锚层状岩体变形破坏过程与加固效果分析模型。该模型基于洛克模型，利用能量释放率的概念，从位移计算、摩擦阻力计算、能量释放率计算任意三个步骤求解。
首先，我们需要用了改进的极限平衡法来求得干式砂浆锚杆在紧贴层状岩体表面的应力分布。然后，利用该应力分布，求取析取位移。接下来，通过岩体内摩擦力求解水平两个方向上的底板应力分布，还可以计算出岩体在变形和破坏过程中所释放出的能量。最后，从能量释放率的角度，计算加锚层状岩体的变形破坏过程和加固效果。
五、结论
本文基于干式砂浆锚杆固结模型，提出了一种求解加锚层状岩体变形破坏过程与加固效果的模型。该模型综合考虑了岩体在加锚过程中的变形与破坏机制，并通过能量释放率计算来预测加锚效果。通过实际工程数据的对比，发现该模型能够较为准确地预测加锚层状岩体的变形破坏过程和加固效果，具有一定的实用价值。