弹柔锚杆在挡土墙支护中的数值模拟

高 林，李长洪，徐国强

(1.北京科技大学土木与环境工程学院,北京 100083；2.河北联合大学河北省地震工程研究中心,河北 唐山 063009)

锚杆挡土墙是将锚杆一端与工程结构物相连，另一端锚固在稳定的地层中新型挡土结构，它依靠工程结构物承受土压力，并利用锚杆与地层间的锚固力来维持结构物的稳定[1]。锚杆挡土墙与重力式挡土墙相比，具有土方工程量小、机械化作业快、安全系数高、有效控制边坡变位量等优势。由于锚杆挡土墙是一种轻型支挡结构，要求边坡荷载不宜过大，特别对边坡动荷载最为敏感；另外锚杆挡土墙对大变形边坡的控制效果不好，一旦边坡出现较大变位量，锚杆极易被拔出或出现支挡破坏[2]。

通过对锚杆受力和变形的分析，确定在普通锚杆的锁固端和托盘之间增加弹柔变形体，充分利用弹柔体的形变和应力缓冲，从而形成弹柔锚杆。在动荷载情况下，弹柔体可在锁固端与托盘间形成有阻尼的荷载传递，减缓经由托盘直接传递给锚杆的动荷载；在大变形情况下，弹柔体可相应耗散变形势能，减少形变在锚杆杆体中的产生应力负担。

1 研究方法

对于锚杆的研究通常有两种途径，一种是现场应力测试，另一种就是数值模拟分析。虽然现场应力测试更加贴近于实际应用状态，但由于现场应力测试对试验条件要求严格，而且测试结果受到土层分布状态、加载等级和加载速度等各方面的影响，不能够精确判断锚杆的力学性能[3]。……