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基于Pile单元改进模型的锚杆锚固角度效应数值模拟研究 被引量：1
1
作者 左海峰 蒋宇静 +6 位作者 李春平 刘光饶 张孙豪 管彦太 栾恒杰 刘建荣 李鑫鹏 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第5期30-39,共10页
为探究锚杆在不同锚固角度下的受力特征和作用机制,采用Pile单元改进模型建立具有不同锚固角度的锚固结构面数值模型,并开展一系列的单轴压缩数值试验,对锚杆的锚固角度效应进行了系统研究。结果表明:当锚固角较大时,锚固结构面试件加... 为探究锚杆在不同锚固角度下的受力特征和作用机制,采用Pile单元改进模型建立具有不同锚固角度的锚固结构面数值模型,并开展一系列的单轴压缩数值试验,对锚杆的锚固角度效应进行了系统研究。结果表明:当锚固角较大时,锚固结构面试件加载过程分为4个阶段,而当锚固角较小时仅为3个阶段;随着锚固角的增加,峰值应力整体上先恒定后减小,弹性模量呈非线性降低;锚杆与试件力的相互作用主要分布在结构面与锚杆相交处以及锚杆两端;锚杆的显著变形和受力主要分布在结构面附近,大致为锚杆直径的3~4倍;随着锚固角的增大,锚杆轴力的贡献呈非线性减小,锚杆剪力的贡献呈线性增大,锚杆抗剪力呈非线性减小。 展开更多
关键词 结构面 锚杆支护 角度效应 pile单元 改进模型
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FLAC^(3D)中pile单元模拟钢筋混凝土桩的参数研究 被引量：7
2
作者 陈瑞春 《科技创新导报》 2014年第3期22-23,共2页
由于三维有限差分软件FLAC3D普遍应用于地下工程,而参数的选择是否合理极大的影响了大型三维数值分析的可靠性,在对基坑围护的三维力学分析方面,采用pile单元模拟钢筋混凝土围护桩是比较好的一种方法,但是pile单元参数繁多,参数选取较... 由于三维有限差分软件FLAC3D普遍应用于地下工程,而参数的选择是否合理极大的影响了大型三维数值分析的可靠性,在对基坑围护的三维力学分析方面,采用pile单元模拟钢筋混凝土围护桩是比较好的一种方法,但是pile单元参数繁多,参数选取较为繁琐。考虑到以上因素,该文对pile单元模拟钢筋混凝土围护桩时参数进行了详细研究,提出各参数的计算公式,为此类分析的参数选择提供可参考的依据。 展开更多
关键词 pile单元 抗弯性能参数 桩土耦合性能参数 截面塑性矩 截面等效惯性矩
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考虑锚杆拉剪破断特性的锚固系统数值模拟与应用
3
作者 路燕泽 田欣 +3 位作者 于庆磊 王立杰 王庆刚 蒲江涌 《煤炭技术》 CAS 2024年第10期66-70,共5页
基于FLAC3D数值模拟软件,考虑锚杆拉剪破断特性,通过FISH语言将pile单元进行修正,反映了锚杆的拉剪破断特性;并且引入了锚固界面的黏结滑移模型,模拟了锚固界面的应变软化行为。将修正的锚杆模型进行验证分析,与室内试验结果吻合良好,... 基于FLAC3D数值模拟软件,考虑锚杆拉剪破断特性,通过FISH语言将pile单元进行修正,反映了锚杆的拉剪破断特性;并且引入了锚固界面的黏结滑移模型,模拟了锚固界面的应变软化行为。将修正的锚杆模型进行验证分析,与室内试验结果吻合良好,且能够较好地反映锚固界面的黏结滑移力学行为和锚杆杆体的破断行为。以中关铁矿为研究对象,开展了修正锚杆模型的应用研究,研究结果可为地下锚固工程稳定性分析提供借鉴。 展开更多
关键词 锚固系统 拉剪破断 黏结滑移模型 pile结构单元
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锚杆拉剪耦合失效模式在FLAC3D中的实现与应用 被引量：6
4
作者 栾恒杰 曹艳伟 +4 位作者 蒋宇静 管彦太 李春平 张孙豪 刘建荣 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2022年第6期1-11,共11页
在数值模拟中准确表达锚杆的承载性能对锚固支护设计至关重要。为在FLAC3D中模拟锚杆的拉剪耦合失效模式,基于锚杆失效理论判据,采用Fish语言对Pile结构单元的本构模型进行了修正,并通过锚固结构面剪切数值模拟和室内试验验证了其有效... 在数值模拟中准确表达锚杆的承载性能对锚固支护设计至关重要。为在FLAC3D中模拟锚杆的拉剪耦合失效模式,基于锚杆失效理论判据,采用Fish语言对Pile结构单元的本构模型进行了修正,并通过锚固结构面剪切数值模拟和室内试验验证了其有效性。以兴隆庄煤矿巷道锚固支护为工程背景开展修正模型的工程应用,分析了其适用性。工程应用结果表明:修正模型模拟得到的巷道围岩变形量更大,原始模型锚杆的剪力和轴力均维持在较高水平,而修正模型达到锚杆失效条件后剪力和轴力均降为0,修正模型条件下的模拟结果更符合现场实际。工程岩体中结构面丰富,采用Pile结构单元原始模型模拟会造成支护效果评价不准确,进而引发围岩失稳等工程灾害,因此模拟时有必要考虑锚杆的拉剪耦合失效模式。 展开更多
关键词 锚杆失效 拉剪耦合 pile单元 失效判据 修正模型
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FLAC3D中锚杆剪切断裂的数值实现与应用 被引量：8
5
作者 张志强 刘银 +1 位作者 赵梓彤 李化云 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期59-68,共10页
针对地下工程中锚杆剪切断裂这一常见问题,提出锚杆在剪切荷载作用下的全过程形变力学模型,并基于FLAC^3D软件平台,采用FISH语言将该力学模型嵌入PILE单元,得到修正的PILE结构单元。分别采用原始PILE单元与修正PILE单元,进行锚杆剪切试... 针对地下工程中锚杆剪切断裂这一常见问题,提出锚杆在剪切荷载作用下的全过程形变力学模型,并基于FLAC^3D软件平台,采用FISH语言将该力学模型嵌入PILE单元,得到修正的PILE结构单元。分别采用原始PILE单元与修正PILE单元,进行锚杆剪切试验与单弱面层状岩体隧道锚杆支护的对比分析。结果表明:修正单元可以实现锚杆在剪切荷载作用下的塑性变形与断裂,即当剪力达到抗剪能力极限值时,锚杆进入塑性残余变形阶段;当剪切应变达到极限剪切应变时,锚杆剪切破断,杆体的轴力和剪力突变至0并保持恒定;在进行围岩稳定性分析时,对于承受较大剪力的锚杆而言,无需考虑锚杆的剪断效应会同时夸大锚杆的抗拉与抗剪支护能力;单弱面层状岩体中,锚杆剪断会弱化支护系统对围岩形变的约束能力,但锚杆的剪断位置以及约束能力减弱的程度与层理面的倾角有关。 展开更多
关键词 隧道支护 锚杆 pile结构单元 剪切断裂 层状岩体 围岩稳定性
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地铁隧道锚杆数值模型对比研究与应用
6
作者 解飞 《四川建材》 2021年第5期183-183,194,共2页
目前常用的FLAC 3D中Cable单元和Pile单元模拟锚杆,但两种单元使用的差异性尚不清楚,以某地铁暗挖车站为工程背景,分别使用Cable单元和Pile单元进行模拟。结果表明:两者围岩位移、应力分布以及塑性区范围相接近,且数值相差极小;锚杆位... 目前常用的FLAC 3D中Cable单元和Pile单元模拟锚杆,但两种单元使用的差异性尚不清楚,以某地铁暗挖车站为工程背景,分别使用Cable单元和Pile单元进行模拟。结果表明:两者围岩位移、应力分布以及塑性区范围相接近,且数值相差极小;锚杆位移和轴力几乎相同。Pile单元的承弯、受剪能力在两侧拱脚作用明显,但Cable单元不能模拟锚杆受剪。在实际工程中,当锚杆有承弯、受剪现象,建议采用Pile单元。 展开更多
关键词 地铁隧道 数值模拟 FLAC 3D Cable单元 pile单元
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可施加预紧力桩单元在层状岩层的应用
7
作者 刘跃东 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2020年第7期58-64,共7页
为解决FLAC3D中锚索(cable)单元无法实现层状岩层锚杆弯曲变形问题,采用桩(pile)单元实现了无预紧力状态下的锚杆弯曲变形。在此基础上引入"节点力"和"刚性连接"元件,并采用FISH语言编程,建立了可施加预紧力的改进p... 为解决FLAC3D中锚索(cable)单元无法实现层状岩层锚杆弯曲变形问题,采用桩(pile)单元实现了无预紧力状态下的锚杆弯曲变形。在此基础上引入"节点力"和"刚性连接"元件,并采用FISH语言编程,建立了可施加预紧力的改进pile单元。通过层状顶板中锚杆受力和变形特征的分析,结果表明:在预紧力施加方面,通过改进的pile单元与软件自带的cable单元预紧力施加效果相近,锚杆轴力的大小和分布符合预紧力扩散规律,表明此方法的有效性;在工程力学响应方面,改进的pile单元中锚杆的轴力变化趋势与理论研究一致,表明此方法的合理性;通过对层状顶板不同位置处锚杆剪应力分布特征分析,提出采用增加整体刚度方法如增加锚固长度、提高整体强度的方法如提高预紧力来减小顶板剪应力影响的策略。研究工作扩展了FLAC3D中pile单元的应用范围,为研究层状岩层中锚杆的弯曲变形特征提供了新手段。 展开更多
关键词 预紧力 cable单元 pile单元 弯曲变形
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FLAC^(3D)中锚杆剪切破断失效的实现及应用 被引量：15
8
作者 宋远霸 闫帅 +2 位作者 柏建彪 郝胜鹏 陈勇 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1899-1909,共11页
为解决FLAC^(3D)中无法实现锚杆剪切破断失效的问题,基于PILE结构单元提出锚杆剪切破断判据Fs(i)≥Fsmax(i),采用Fish编程语言二次开发,建立PILE结构单元杆体修正力学模型,并嵌入到FLAC^(3D)主程序中。分别采用PILE单元杆体原模型和修... 为解决FLAC^(3D)中无法实现锚杆剪切破断失效的问题,基于PILE结构单元提出锚杆剪切破断判据Fs(i)≥Fsmax(i),采用Fish编程语言二次开发,建立PILE结构单元杆体修正力学模型,并嵌入到FLAC^(3D)主程序中。分别采用PILE单元杆体原模型和修正力学模型,进行杆体剪切实验和煤岩交界面滑移情况下的锚杆支护实验对比分析,结果表明:(1)修正模型杆体剪切荷载–位移曲线呈现出剪切破断失效的特性,达到了以剪力为判据的定量破断,且破断部位结构单元剪力和轴力在发生剪切破断后均突变为零,实现了FLAC^(3D)主程序中锚杆剪切破坏。(2)采用修正模型的锚杆支护方案中,煤岩交界面附近杆体发生剪切破断,且煤–底板交界面附近杆体破断先于煤—顶板交界面附近杆体;煤岩交界面最大滑移量比原模型大17.5 mm,结果更接近实际。(3)PILE修正单元剪切破断失效的实现扩展了FLAC^(3D)的应用范围。 展开更多
关键词 岩土工程 锚杆 FLAC^3D二次开发 pile结构单元 修正力学模型 剪切破断失效
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FLAC3D中锚杆拉剪断裂的实现与应用 被引量：2
9
作者 何理礼 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2021年第3期60-69,共10页
隧道围岩大变形容易导致锚杆产生拉伸、剪切以及拉剪复合断裂。鉴于此,文章基于FLAC3D软件,对PILE结构单元的力学行为进行了修正,并通过二次开发FISH语言建立PILE单元断裂模拟数值模型;在此基础上,对层状岩体锚固系统中锚杆的断裂失效... 隧道围岩大变形容易导致锚杆产生拉伸、剪切以及拉剪复合断裂。鉴于此,文章基于FLAC3D软件,对PILE结构单元的力学行为进行了修正,并通过二次开发FISH语言建立PILE单元断裂模拟数值模型;在此基础上,对层状岩体锚固系统中锚杆的断裂失效力学行为进行了分析。结果表明:(1)修正PILE单元得到的计算结果与室内试验结果吻合较好,且能较好地反映锚杆拉伸、剪切以及拉剪断裂力学特征;(2)层状岩体中锚杆断裂时,拉伸断裂锚杆在断裂前所承受的最大拉力达到其极限抗拉值;拉剪断裂锚杆在断裂前,其拉力及剪力最大值均小于相应的极限抗拉、抗剪值;(3)对于拉剪断裂锚杆而言,不考虑锚杆的剪切断裂会夸大锚杆的支护效果;对于拉伸断裂锚杆而言,不考虑锚杆的剪切断裂对锚杆支护效果的影响较小。 展开更多
关键词 锚杆断裂 pile结构单元 二次开发 层状岩体 围岩大变形
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