第44卷第5期
2018年5月^ i»)
Sichuan Building Materials V〇1.44,N〇.5 May, 2018
锚定板极限承载性能研究与分析
李 ，陈，张 #业(宿州院土木工程学院，州234000)
摘要：锚定板的极限承载力是影响锚定板挡土墙等支护结 构安全的主要因素。因此，对锚定板极限承载力的研究是必 要的、通过大量的试验和理论分析，分析了土的枯聚力、内摩 擦角、锚定板尺寸和形状、锚定 度、上覆荷载等是影响锚定板极限承载力的重要因素。为了更加全面地研究影响锚 定板承载力的因素，从理论分析和数值仿真模拟两方面对影 响锚定板承载力的因素进行分析，并进一步了解其影响关 系，得到各个因素对锚定板极限承载力的影响 ，为基坑、边坡 护结构在施工中的设计提供参考。
关键词：锚定板；数值模拟；影响因素；承载力
中图分类号:TU74 文献标志码:A
文章编号：1672 -4011(2018)05 -0067 -02
DOI:10.3969/j.issn.1672 -4011. 2018. 05.034
!前言
定板挡土墙是近年来兴起的一种支护类 ，由；
(、工程量较小、施工方 点重视了起来。锚定板 承载力是 定板式挡土墙的关素。卢 院士在这方面做出了大量的理论 和实测工作[1]；岳亚[2]在 中创建 以值模拟分析得知锚定板板前土 分布规律；解全一[3]在 中发现对锚定板承载 较大的因素是内 和锚定板尺寸；亮[4]根据锚定板 的滑移面，提出了锚定板整定性的计算方法。目前，锚定板 承载 素的研究还存在一些不足之处，本文在FLAC30数值模拟技术的 基，对 定板承载力的因素 了数值仿真模拟分析，个素对锚定板承载力的 程度，为定
板承载力的提高提供根据。1建立F L A C30数值计算模型
1.1数值模型
为 定板 承载 素的 规律，利用FLAC30数值模拟软件创建锚定板实体数值模型。FLAC程 序可以模拟不 状和不 征的 、岩土 的相互作用，并能够得到力作用在、岩土
以岩土 的，可以 拟 、。在
中利用FLAC计算方法能够较为 的反映锚定板在不承载力的变化情况。土 聚力、内^、载、锚定板尺寸 状五个方面 对锚定板承载力的 。同时，控制变量法分析不 素对锚定板承载力的 果，得到不 素在不 对锚定板承载力的 规律。利 FLAC程序建立如图1所 尔，定板和土 建立 ，锚杆 cable 。定板和锚杆 固定端连接，锚杆由端预应，边界 为土体四周固定，铺定板底部固定。
图1锚定板FLAC模型图
1.2计算参数
锚定板数值计算参数和锚杆计算参数祥见表1〜2
[1数值模拟计算参数
物理参数内土聚定板大密定板弹性定板密-
泊松比
弹性量
/(。）/kPa/c m/(kg*m_3#模量/M P a/(kg*m-3)/M Pa 取值102020/30/40/501 80034 500 2 5000.33
表2锚杆计算参数
理拉强密混凝土松比
参量jMPC，MPa/(kg*m-3)刚5a
值220370 7 500 2 x1070.25
1.3"数方
在 中为提 拟 变量控制方法。通
保持 素不变，分改变土聚力、内以•定板尺寸的大小和锚定板的形状。进而通过分析数值模拟 据得出各个因素对锚定板承载力的 征。最，通
对比分析，分析出 定板承载力的 素。2锚定板极限承载力的影响因素
2.1 土体粘聚力c对锚定板承载力的影响
保持 素不变化，在建立的数值仿真 中将土体聚 20 kPa增 80 kPa，锚定板 承载 增 ，伴土体粘聚力c值的增加，锚定板 承载 乎线性分布。通对锚定板周围土 分析得知，土时受到锚定板的法 以及剪 的同
时作用，锚定板承载 由剪强 定。由摩尔 坏 得知，黏性土的抗剪强度公式为）
收稿日期:2017-12-26
作者简介：李光宇（1997 -"，男，安徽亳州人，在读本科生，主要研究方向：木工程。
基金项目：宿州学院第十一届科研立项重点项目！KYLXLKZD17- 21)
*c + %tan!
伴 c值的增加，8值 增大，由此可得知，粘性土对于提 定板 承载 较大效果。
2.2内摩擦角6对锚定板承载力的影响分析
在 值 真模拟中，保持 素不改变，研
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Vol.44，No.5May, 2018
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Sichuan Building Materials
第44卷第5期2018年5月
究了不同内 对锚定板 承载载力的 。从不同的内 所对应的 承载力值来看， 土内摩擦角6值的增大， 承载 增大，且增大幅度较大，当内摩擦角从10°增加至40°时，锚定板的极限承载力从2. 73 kPa 增
8. 11k P c ， 三
，说内
的改变对锚定板
承载力的
程度还是很高的。在工过程中可以根
据提高内 来提
定板的 承载力。
$. 3 覆荷载对锚定
载力的影响
通过在锚定板
载的方式探究锚定板埋深
对锚定板承载力的 大小。通 值 分 0k P a 、2 k P a 、4 kP a 、6 k P a 、8 k P a 、10 k P a 、15 kPa 的上覆土压力。 来模拟埋深为1、1.5、2m 处锚定板的土 变化规律。根
据模拟情况可知，当上覆土 0 k P a 增
15 k P a 时，
定板的承载力增幅
，几乎线性增加。
通过理论分析得知，当对锚定板 的预 大时，
铺定板内部 的作 I 大 定板 的
F
，根据 的
状态方程可得）
Z = R ~S < 0
时，锚定板处
状态。而当锚定板埋深较深时，
土体的自重能够维持锚定板 定，限制 为预
较
大而 的滑移，进而增大了锚定板的 承载力。$.4锚定板尺寸对其承载力的影响
为了
定板
承载 定板尺寸变化所的 ， 参 表1、2所 定板和锚杆的真模拟 参 ，锚定板边长分 20、30、40、50m m ，同时保持埋
，锚定板的边长越大，其尺寸 大。
控制单一变量法得到 不 定板边长对极
承载力的 大小。利公式得到了锚定板尺寸和极限承载
者间的数据拟合曲线为）\ 0. 0099 >2 + 1. 3827>- 21. 432
y=-0.0099x2+l .3827x-21.432^
R 2=0.9999 /
拟合曲线图如图2所示。其曲线为二次拋物线形状。
25 r
m
20 ■
l 15
|10
醛5
^0
0 10
i 定彳反$寸/H
50 60
图2
锚定板尺寸与极限承载力拟合曲线图
2. 5锚定板形状对其承载力的影响在
中
面积，不
状的锚定板分别进行数
值模拟，分别采用规格为0. 2 m _0. 6 m 、0. 3 m _0.4 m 、0. 6 m
X 0. 2 m ，如图3
所示，其面积为0. 012 m 2，对称中心距土体
表面距离为0.5 m 。经
值模拟发现，不
状的锚定板
其极限承载力相差较大。0.2m X 0.6m 、0.3 m X 0.m
型锚
定板极限承载力要比0. 6 m X 0. 2 m 型铺定板承载力要大得 多。0. 2 m X 0. 6 m 和0. 3 m X 0. 4 m 式铺定板极限承载力相 不大。由此可得， 面 部边 填土顶部较
大的锚定板形状，
比较小的锚定板 承载力较大。
图3 不同形状的锚定板/m
3
结论
利用F L A C 数值模拟软件，对定板 承载
素 分析，
了土 聚力、内
、
载、锚定板尺寸、锚定板形状五个方面对锚定板承载 力的
规律。并
到如
论）
1) 填的？6值、
载以及锚定板的尺寸和形状是 定板承载 的
素。
2) 定板的尺寸、内 6和 土压力对锚定板极
承载力的 程 定板的形状和土 聚力？对 定板承载 的 程 。
3) 建在提
定板
承载力时可以通过增大锚定
板尺寸、使内 比较大的填料和增大埋 来实现
承载力的增长。 [2:005942]
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