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基于 Mindlin 解的岩石锚杆
群锚效应研究





重庆大学硕士学位论文
(学术学位)

学生姓名:郭琪
指导教师:叶晓明副教授
专业:岩土工程
学科门类:工学


重庆大学土木工程学院
二 O 一三年五月
Research Based on Mindlin Solution for
Muti-anchorage Effect of Rock Anchor





A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Engineering
By
Guo Qi

Supervised by Associate Prof. Ye Xiao Ming
Major: Geotechnical Engineering

College of Civil Engineering of
Chongqing University , Chongqing, China
May 2013
中文摘要

摘要

岩石锚杆在岩土工程中有着非常广泛的应用。地下岩土加固工程,各类边坡
治理工程,各种构筑物基础的加固工程等都在大量使用这种锚杆。目前对于岩石
锚杆承载力的研究主要集中在锚杆与砂浆体、砂浆体与围岩体界面上的应力和应
变状态,取得了丰富的成果。但是对于岩石锚杆群锚效应对围岩体中的应力应变
状态的研究却比较少,相关的文献也有限。
目前普遍认为锚杆剪应力的传递是通过围岩体中的一个圆锥体或圆锥台的区
域传递的。这主要是从一系列荷载破坏实验中围岩破裂面的形状中得到的直观印
象,目前尚没有可靠的理论依据。通过应力叠加研究群锚效应的文献大都是以这
个假定为基础。在大量阅读和综合分析国内外已有相关文献的基础上,本文对岩
石锚杆周围岩体内的应力状态进行了一次初步研究。利用半无限弹性体中一点垂
直于半无限平面的集中力对半无限弹性体中任何一点的 Mindlin 解,采用本文提出
的基于 Mindlin 解的简化锚固段剪应力分布模型,根据应力叠加原理,给出锚杆围
岩体中任一点处的附加剪应力。通过计算相邻锚杆对中心锚杆的附加剪力来研究
群锚中单根锚杆承载力的折减,并以此为基础提出了一种基于附加剪应力的的岩
石锚杆群锚效应计算方法。后又通过 FLAC3D 程序进行数值模拟分析,对提出的理
论进行验证。最后将提出的理论应用到一个锚杆挡墙的工程实例中,体现了该方
法的实用价值。

关键词:岩石锚杆,Mindlin 解,简化剪力分布模型,附加剪应力,群锚效应












I
重庆大学硕士学位论文









II
英文摘要

ABSTRACT

Rock anchor has a very extensive application in the geotechnical engineering.
Underground geotechnical reinforcement engineering, the management of all kinds of
slope engineering, all sorts of foundation reinforcement engineering of structures are
used in large quantities for the anchor. At present the study of rock anchor mainly focus
on the stress and strain state between the anchor and mortar, mortar and rock. But
failure mode of surrounding rock and rock anchor force distribution of the rock mass
surrounding rock anchor is still less, and the relevant literature is also quite limited.
It is generally believed that the shear stress of ancho