三维锚杆单元理论及其应用

本文建立了一种考虑锚芯与灌浆间剪切破坏作用的三维锚杆计算模型。在这种模型中,假设锚芯的轴向位移沿锚杆方向成线性分布;沿径线方向位移为常数;假设灌浆的轴向位移沿锚杆方向成线性分布、沿径线方向则取空间轴对称问题的解析解。错芯中的轴向应力、灌浆中的切向剪应力以及由于侧向位移引起的横向剪应力是锚杆中的主要应力。锚芯与灌浆间的剪切破坏通过计算残余力来模拟,在数值计算时采用Newton-Raphson迭代法。作为实际应用的例子,该模型被用于分析岩体拉拔试验和路堤加固,并与解析解和无锚杆作用的弹性分析进行了对比。计算结果显示了模型的可靠性和实用性。