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受锚岩土的力学特性与时效承载稳定性分析

受锚岩土的力学特性与时效承载稳定性分析

  • 作者
  • 王军、罗章 著

本书以受锚岩土结构的蠕变特性、荷载分布与内力计算、稳定性理论为基础,对复杂地质、自然和工程环境条件下受挡岩土体的蠕变断裂力学特性和锚固结构的时效承载稳定性进行了综合研究。本书主要内容包括:土锚结构的荷载分布、承载体系、串联失效模式、蠕变损伤模型、位移损伤及损伤传递、土体蠕变及内摩擦特性对锚固承载力的影响、动力响应和土水化学影响因素对锚固承载能力的影响,最后探...


  • ¥78.00

ISBN: 978-7-122-36758-7

版次: 1

出版时间: 2020-09-01

图书介绍

ISBN:978-7-122-36758-7

语种:汉文

开本:16

出版时间:2020-09-01

装帧:平

页数:139

编辑推荐

本书涉及土锚挡土结构的破坏机理、承载力计算、锚固参数设计与监测的理论研究与实验和数值算例验证,从理论分析到实例验证,深入研究了受锚岩土的力学特性与稳定性,对相关领域具有较高的参考价值。

图书前言

锚固结构是岩土工程加固与灾害治理的重要措施之一,主要起到抵抗岩土体的变形、改善受力条件、充分发挥岩土体的自承载特性的作用。土锚挡土主要有锚杆挡土墙、框架锚杆、锚索桩、锚杆桩基托梁等结构型式,是由锚固结构与围岩土体协同工作形成的一种复杂构筑物。岩土锚固一般为永久性结构,是一个复杂的结构体系,长期赋存于复杂的地质和自然环境中,其稳定性影响因素复杂多变,控制难度大,特别降雨渗流、水化学腐蚀、突发水和地震效应等因素极易诱发锚固承载力的降低、位移增大和预应力损失等工程事故,引起了地质灾害领域的高度关注。蠕变损伤是岩土材料重要的固有力学属性之一,土体作为一种颗粒材料,在外载荷作用下孔隙结构很容易改变,使得物理力学参数和强度不断变化,对锚固结构的承载产生重要影响。在以往的岩土锚固工程中,不乏由于在不同环境因素下对岩土蠕变损伤断裂特性研究的不够,导致工期延误、工程锚固失效的案例。
本书着重分析土锚结构的荷载条件、承载特征与结构分区、土体蠕变和内摩擦属性对土锚承载能力的影响,土水化学腐蚀等地质、自然环境因素对土锚承载能力与时效稳定性的影响以及深梁法用于抗滑桩的内力计算和受挡岩体的应力强度因子解析等理论与应用,通过算例核验了解析式的有效性,同时也提出了位移损伤、锚固承载区等概念,将地震波长与锚固长度相联系,建立了动态锚固力的测定与跟踪方法等相关知识,丰富了传统土锚结构的内力计算与锚固参数设计理论,为现代岩土加固技术提供了参考依据,具有一定的学术和工程价值。
本书涉及土锚挡土结构的破坏机理、承载力计算、锚固参数设计与监测的理论研究与实验和数值算例验证。全书共分8章,内容包括绪论、土锚挡土结构承载体系与多失效模式、土体蠕变对土锚结构的力学特性与时效可靠度、土体内摩擦特性对锚固承载的影响、动力响应对锚固承载的影响、土水化学腐蚀对锚固承载的影响、受挡岩体的断裂蠕变特性分析、深梁法应用于锚索桩的内力计算。
本书内容是著者近几年关于土质边坡加固与时效稳定性分析的相关研究成果,得到了湖南省自然科学基金资助项目(2019JJ40056)、湖南省教育厅资助科研重点项目(18A345)、湖南省应用特色学科建设项目、湖南省工程研究中心建设项目:病险工程结构灾变与加固等项目的资助。感谢中南大学曹平教授,湖南工程学院陈金陵教授、曾宪桃教授、李小华教授、刘杰博士、梁桥博士、段建博士,湖南科技大学赵延林教授及同事们的帮助,在此,著者深表谢意。
由于著者水平有限,书中难免存在疏漏、不妥之处,敬请读者批评指正。

著者
2020年2月

精彩书摘

本书以受锚岩土结构的蠕变特性、荷载分布与内力计算、稳定性理论为基础,对复杂地质、自然和工程环境条件下受挡岩土体的蠕变断裂力学特性和锚固结构的时效承载稳定性进行了综合研究。本书主要内容包括:土锚结构的荷载分布、承载体系、串联失效模式、蠕变损伤模型、位移损伤及损伤传递、土体蠕变及内摩擦特性对锚固承载力的影响、动力响应和土水化学影响因素对锚固承载能力的影响,最后探讨了深梁计算理论用于锚索桩挡土结构的内力计算和岩体对称裂纹分布特征及应力强度因子的解析。
本书适合于岩土、交通土建、水利、隧道及相关领域的科研人员与工程技术人员使用,也可以作为高等院校相关专业的研究生与教师的教学参考书。

目录

第1章绪论1
1.1土锚挡土结构研究的意义1
1.1.1工程意义1
1.1.2科学意义1
1.2土锚挡土结构的研究现状3
1.2.1土锚结构蠕变损伤承载特性研究4
1.2.2土锚结构的稳定可靠性研究5
1.2.3土拱效应对土-桩挡土结构承载特性的研究7
1.3复杂环境对土锚结构的承载影响8
1.3.1土水化学腐蚀对土锚结构的承载影响8
1.3.2地震效应对土锚结构的承载影响9
1.3.3突发水害对土锚结构的承载影响10
1.4本书的主要内容11

第2章土锚挡土结构承载体系与多失效模式13
2.1土锚结构的承载体系13
2.1.1土锚结构的组成13
2.1.2土锚挡土结构的荷载分布14
2.1.3静力承载体系与锚固失效14
2.1.4动力承载体系与振动方程15
2.2土锚结构的位移与损伤特征18
2.2.1锚固结构位移组成18
2.2.2黏塑性位移20
2.2.3脱黏段位移损伤变量及损伤传递21
2.3实例分析24
2.4锚固系统的串联失效模型27
2.5锚杆灌浆体界面平整度测试28

第3章土体蠕变对土锚结构的力学特性与时效可靠度30
3.1土锚结构的蠕变特性30
3.1.1锚固结构的蠕变影响30
3.1.2土体蠕变对锚固力的影响31
3.2土锚结构的蠕变模型35
3.2.1元件模型35
3.2.2蠕变方程41
3.3土体抗剪强度的时效特性45
3.4锚固结构的时效可靠度分析46
3.4.1锚固参数的随机分析46
3.4.2JC法的基本原理与时效可靠度的计算48
3.5算例分析51

第4章土体内摩擦特性对锚固承载的影响53
4.1锚固承载结构剪应力与剪切位移特征53
4.1.1轴向剪切位移53
4.1.2残余承载区剪切位移特征54
4.2考虑土体内摩擦特性的剪应力55
4.2.1未考虑土体内摩擦和脱黏的界面剪应力55
4.2.2考虑土体内摩擦和脱黏的界面剪应力56
4.2.3锚固段长度的计算58
4.3土体摩擦指标对锚索桩土拱曲线的影响58
4.3.1桩间土拱形成的机理58
4.3.2土拱曲线方程和土拱位移59
4.3.3土体蠕变效应的土拱轴线方程61
4.4算例分析62
4.4.1土拱曲线分析的算例62
4.4.2内摩擦特性影响土锚结构承载力的算例63

第5章动力响应对锚固承载的影响65
5.1地震波对坡面浅表的影响范围65
5.1.1地震作用下坡面浅表拉剪破坏机理65
5.1.2坡表浅域范围的地震波动力效应66
5.1.3双层介质地震波动力效应69
5.2地震波传播对锚固承载的影响70
5.2.1边坡土体地震动力响应波动方程70
5.2.2地震动力响应锚固力的补偿值71
5.3交通荷载对锚固承载的影响74
5.4算例分析75
5.4.1计算模型与计算参数75
5.4.2未考虑动荷载对锚杆支护边坡的影响77
5.4.3地震作用下对锚杆支护边坡的影响78

第6章土水化学腐蚀对锚固承载的影响83
6.1土水离子效应对土体力学性能的影响83
6.1.1土体中离子分布83
6.1.2指标测试与回归分析84
6.2化学腐蚀对锚固结构性能的改变88
6.2.1杆体的电化学反应88
6.2.2杆体锈蚀体积改变89
6.2.3黏结强度的影响因素90
6.2.4化学腐蚀锚固结构的力学失效91
6.3土水化学蠕变效应91
6.3.1化学腐蚀蠕变耦合机理分析91
6.3.2化学腐蚀蠕变耦合效应锚固结构的变形特性91
6.4化学腐蚀蠕变耦合锚固力损失计算92
6.4.1时效锚固力92
6.4.2砂浆开裂屈服时间93
6.5算例分析93

第7章受挡岩体的断裂蠕变特性分析96
7.1受挡岩体的断裂分析96
7.2对称汇交裂纹岩体的断裂特性97
7.2.1裂隙岩体汇交裂纹分布与演变97
7.2.2汇交裂纹的权函数解99
7.2.3裂纹几何尺寸对应力强度因子的影响102
7.3岩土的非线性蠕变特性104
7.4数值试验108
7.5本章小结110

第8章深梁法应用于锚索桩的内力计算112
8.1抗滑深梁桩的定义112
8.2抗滑深梁桩的承载特性与破坏形态113
8.2.1土层抗滑桩结构和荷载条件113
8.2.2受荷段的承载特性113
8.2.3锚固段的承载特性117
8.3抗滑深梁桩的计算模型与控制方程118
8.3.1计算模型118
8.3.2拉杆拱曲线方程119
8.3.3变形计算121
8.4内力计算124
8.4.1受荷段剪力和弯矩124
8.4.2锚固段剪力和弯矩125
8.5算例分析127
8.5.1计算模型与材料的物理力学参数127
8.5.2数值计算结果129

附录与本专著相关的已发表的论文和已出版的著作131

参考文献133

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