预应力锚索格构梁加固边坡的破坏分析.docx

摘要：预应力锚索格构梁是一种主动支挡结构，因其占地空间小、安全可靠、结构轻盈、施工方便等优点在边坡加固和滑坡整治工程中得到了广泛的运用。这种加固措施因锚索受预应力作用，增加可能滑动面上的抗滑力，达到稳定边坡的目的。同时，因格构梁有更大的整体刚度，且与地表接触面积大的优点，让滑坡面的受力更加均匀，起到很好的表层护坡作用。因此，预应力锚索格构梁不仅保证了坡体深层的加固，而且可以作为表层护坡。鉴于预应力锚索格构梁目前在工程中的大量应用，本文对该技术的理论基础以及优化设计方面进行了一些探讨。
本文的研究是基于芒瑞大道工程中的预应力锚索格构梁支护工程，结合理论分析和数值模拟，对该边坡的预应力锚索格构梁支护方案进行了优化设计。首先查阅相关文献资料，分析了格构梁的作用机理与受力阶段，探讨了四种预应力锚索格构梁的破坏类型，分别为锚头处破坏、锚索破坏、框架破坏和整体破坏。针对不同的破坏类型，提出其破坏原因及其相应的避免措施。接着介绍了格构梁的几种内力计算模型及锚索的设计计算方法，选用连续梁法和文克尔弹性地基法分别对格构梁的简化模型进行内力计算，对比分析得出文克尔地基模型计算的弯矩、剪力值均大于连续梁法，其值更接近于实际情况。文克尔地基模型上任意点的变形只和该点所受荷载有关，而和周围其他荷载作用基本无关，该模型通常在岩层较破碎、强度低且弹性较弱的边坡中运用较多。根据所选边坡工程的地质工况，运用MIDAS-GTS有限元软件建立边坡土体、预应力锚索和格构梁的三维模型，对边坡在降水与地震作用下时的位移、应力状况进行模拟分析，结果表明其安全系数k值在稳定范围之内，原有设计方案比较合理。之后用有限元对锚索参数进行优化，得出本文所选岩质边坡，锚索直径取110mm，锚索的锚入角度在22°，预应力值为110kN时，锚索对边坡的加固效果最理想。用理正岩土对格构梁的间距及截面尺寸进行优化后表明：格构梁间距在3.5m、截面尺寸选取0.45m*0.45m时工程的经济效益最高。最后用有限元对优化后的预应力锚索格构梁进行模拟，分析在降水与地震共同作用下，边坡的整体稳定性以及岩体的位移。结果显示通过对相关参数的优化，加固体系的稳定性得到提高。论文通过以上研究，希望以后对此类边坡工程的预应力锚索格构梁的设计计算提供一定的参考价值。

关键词：预应力锚索格构梁设计参数有限元法优化设Abstract：Thepre-stressedanchoroflatticebeamisaretainingstructureofactive，theyhavebeenwidelyusedinslopereinforcementandlandslideremediationprojectsfortheirsmallfootprint、safe、reliable、lightweightstructureandeasyconstruction。Duetothepre-stressontheanchor，theslopecankeepstabilitybyincreasethestabilizingforceontheslidingsurface。Meanwhile，duetothegreateroverallstiffnessandtheadvantagesofalargeareaincontactwiththesurfacetothelatticebeam，itcanplayagoodroleinsurfaceslope。Sothatpre-stressedanchoroflatticebeamcannotonlyensurethedeepreinforcementoftheslope，butalsousedasthesurfaceslope。Forthewidelyuseofpre-stressedanchoroflatticebeam，inthispaper，thetheoreticalbasisofthetechnologyandoptimizationofthedesignaspectsarediscussed。
Theresearchofthisarticlewasbasedonpre-stressedanchoroflatticebeamintheMangruiroad，andoptimizedthesupportingschemeslopebytheoreticalanalysisandnumericalsimulation。Firstly，accessedtorelevantliterature，analyzedthemechanismandforcestageoflatticebeam，investigatedfourpre-stressedanchorropelatticebeamd