锚杆注浆对基坑支护体系作用的机理研究

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从锚杆注浆对基坑支护体系的影响分析入手,研究注浆对锚杆周边土体力学性状的影响,阐述锚杆注浆的机理,建立假设模型,推导注浆压力的理论公式;利用有限差分软件FLAC2D对基坑锚杆注浆过程进行模拟,分析土体参数对注浆压力取值的影响,并与理论公式进行对比,探讨最优锚杆注浆压力值,本文通过上述一系列的初步研究,在理论和实际方面得到了一些有意义的结论。通过压密注浆对锚杆周边土体的力学性状影响的研究,认为锚杆注浆过程可以分为三个阶段:①压密注浆阶段。浆液呈柱状分布,假设浆液不进入土体孔隙中,浆体将完全取代注浆范围内的土体,使注浆邻近区存在塑性变形带,离浆泡远的区域土体发生弹性变形,浆液的作用方式是以浆液体对土体的径向挤密为主;②注浆塑性展开阶段。塑性变形带进一步扩大,浆液在土层中将产生径向的劈裂流动;③注浆启裂破坏阶段:注浆塑性展开阶段后,将形成一个与注浆锚杆平行的外荷载,这个外荷载随注浆的继续而不断增大,将使基坑侧壁土体因剪切破坏而发生大的水平位移。综合锚杆注浆效应的三个阶段的研究分析,认为介于注浆塑性展开阶段和注浆启裂破坏阶段之间为注浆的理想阶段,理论注浆压力公式为:通过运用有限差分软件FLAC2D对基坑锚杆注浆的模拟,分析了土层抗剪强度参数C、Φ对注浆压力的影响,认为C、Φ对注浆压力的影响非常明显,最优注浆压力将随着C、Φ值的增加而增加,且粘聚力对注浆压力的影响明显要大于内摩擦角。通过选取基坑工程实例进行锚杆注浆分层模拟,由此得到的注浆压力的极值与理论分析的结果基本吻合,这说明理论注浆压力公式能较真实的反映土体的受力情况,对实际工程有一定的指导意义。
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