随着经济建设的发展,基础设施建设加快,在建设中,不可避免的要支护边坡、基坑,做挡土墙结构使其稳定。锚杆挡土墙由于其优点非常明显,自20世纪60年代由铁路部门自行设计的第一道锚杆挡土墙应用以来,在我国已经得到广泛的应用,但理论落后于实践非常明显,因此,对其进行研究是很有必要的。本文在前人研究的基础上,对锚杆挡土墙的力学作用进行了研究,取得了以下一些结论和认识: 1.首先从锚杆锚固机理出发,对锚杆的抗拔承载力进行了分析。然后,结合锚杆抗拔试验实测数据,对锚杆荷载-位移曲线的数学模型进行了研究,探讨了双曲线模型和指数模型模拟锚杆P-S曲线的效果;最后探讨了不等间距GM(1,1)模型预测锚杆极限承载力的效果,同时分析了利用未破坏锚杆实测数据预测锚杆极限承载力的效果,工程实例表明,该模型能满足工程精度的要求。 2.进行了锚杆挡土墙结构的有限元分析,模拟了“逆作法”施工过程,指出了破碎岩质边坡的水平位移特征;通过分析,认为加锚杆挡土墙能改善边坡岩体的受力状态,其锚杆轴力分布呈“抛物线”状。 3.采用极限分析有限元法,探讨了锚杆挡土墙的作用,提出随着坡顶加载的增大,锚杆挡土墙对水平位移的控制作用越来越明显,且加载较大时,能够较好地调整边坡的水平位移分布;加锚杆挡土墙能显著地增加边坡的承载能力。 4.建立了预应力锚杆挡土墙的有限元计算模型,分析了预应力的作用。指出预应力锚杆挡土墙较锚杆挡土墙能更好地控制边坡的水平位移,得到了预应力锚杆轴力分布的特点。同时分析了预应力大小对边坡水平位移大小的影响,指出边坡位移并不是随着预应力的增大无限减小的,实际工程中应确定一个合理的预应力值。 5.针对目前对构造应力场研究较少的现状,分析了水平构造应力场的存在对锚杆挡土墙的影响,指出了水平位移的形式;并分析了构造应力场大小对锚杆挡土墙支护边坡水平位移的影响,指出其水平位移随构造应力场的增大基本呈线性增加的趋势。