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灌浆锚杆荷载试验的光纤应变测量与数值模拟

DOI：10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0002167 期刊：Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 本文报道了沿锚杆全长在浆体中安装光纤应变传感器的灌浆锚杆行为。在达到预估拔出承载力的荷载试验过程中，应变测量显示钢绞线与浆体粘结段之间出现分层现象。浆体上部剥离区域承受压应力，而下部粘结区域则处于拉应力状态。随着锚杆荷载增加，这种分层逐渐发展。此外，相当一部分荷载通过钢绞线自由段传递至周围土体。研究进一步采用包含钢绞线和浆体的一维有限元模型模拟锚杆行为，并通过界面损伤模型来描述可能的界面分层。数值模拟证实，浆体中观测到的压应变与拉应变与粘结段内钢绞线的分层相关。实验与数值模拟共同揭示了如何利用浆体中的光纤测量，在实际工况下评估锚杆行为、土体抗力发挥情况以及估算剩余锚杆承载力。
作者： Jef Smet，No?l Huybrechts，Gust Van Lysebetten，Jan Verstraelen，Stijn Fran?ois
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用光纤应变传感器研究灌浆锚杆的行为，以评估钢绞线与灌浆体之间的分层情况，并对锚杆在荷载作用下的力学行为进行建模。

研究成果

研究表明，通过测量灌浆体中的光纤数据可有效评估灌浆锚杆的工作状态，包括钢绞线与灌浆体之间的脱粘现象。一维有限元模型成功模拟了锚杆的行为特征，验证了实验观测结果。该方法为运营条件下灌浆锚杆的长期健康监测提供了有效工具。

研究不足

该研究的局限性包括假设钢绞线呈线性弹性行为以及对受拉状态下灌浆材料行为的简化建模。该模型还需对土壤及土-灌浆界面特性进行校准，这可能引入不确定性。

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