[发明专利]锚固段穿越双地层的预应力锚索极限粘结强度的预测方法

权利要求书

1.锚固段穿越双地层的预应力锚索极限粘结强度的预测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)推导双地层条件下预应力锚索锚固段剪应力状态处于全部弹性阶段时的预应力锚索拉拔力P与预应力锚索始端位移u之间的理论关系式；

(2)推导双地层条件下预应力锚索锚固段剪应力状态处于部分屈服第一阶段时的预应力锚索拉拔力P与预应力锚索始端位移u之间的理论关系式；

(3)推导双地层条件下预应力锚索锚固段剪应力状态处于部分屈服第二阶段时的预应力锚索拉拔力P与预应力锚索始端位移u之间的理论关系式；

(4)推导双地层条件下预应力锚索锚固段剪应力状态处于部分屈服第三阶段时的预应力锚索拉拔力P与预应力锚索始端位移u之间的理论关系式；

(5)推导双地层条件下预应力锚索锚固段剪应力状态处于全部屈服阶段时的预应力锚索极限拉拔力P以及预应力锚索始端位移u的范围；

(6)根据现场拉拔试验获得的P_t-u曲线得到理论公式预测的P_c-u曲线；

(7)检验由理论公式预测的P_c-u曲线与由现场拉拔试验获得的P_t-u曲线之间的吻合度是否满足要求。

2.根据权利要求1所述的锚固段穿越双地层的预应力锚索极限粘结强度的预测方法，其特征在于，步骤(1)中，根据预应力锚索的弹簧-粘片力学模型，当预应力锚索锚固段剪应力状态处于全部弹性阶段时，即预应力锚索拉拔力P满足：

预应力锚索始端位移等于处于全部弹性阶段时的预应力锚索锚固段的始端位移与预应力锚索自由段的伸长量之和；经过数学运算，双地层条件下预应力锚索锚固段剪应力状态处于全部弹性阶段时的预应力锚索拉拔力P与预应力锚索始端位移u之间的理论关系式为：

其中，α是反推参数；

π是圆周率；

c₁是上部地层中预应力锚索的极限粘结强度；

D是预应力锚索钻孔直径；

E是预应力锚索钢绞线的弹性模量；

A是预应力锚索钢绞线的横截面面积；

L_f是预应力锚索的自由段长度；

L_a是预应力锚索锚固段长度。

3.根据权利要求1所述的锚固段穿越双地层的预应力锚索极限粘结强度的预测方法，其特征在于，步骤(2)中，根据预应力锚索的弹簧-粘片力学模型，当预应力锚索锚固段剪应力状态处于部分屈服第一阶段时，即预应力锚索拉拔力满足：

预应力锚索始端位移等于处于部分屈服第一阶段时的预应力锚索锚固段的始端位移与预应力锚索自由段的伸长量之和；经过数学运算，双地层条件下预应力锚索锚固段剪应力状态处于部分屈服第一阶段时的预应力锚索拉拔力P与预应力锚索始端位移u之间的理论关系式为：

其中，α是反推参数；

π是圆周率；

D是预应力锚索钻孔直径；

c₁是上部地层中预应力锚索的极限粘结强度；

L₁是预应力锚索锚固段在上部地层中的长度；

L₂是预应力锚索锚固段在下部地层中的长度；

L_a是预应力锚索锚固段长度；

L_f是预应力锚索的自由段长度；

L_P是处于屈服状态的预应力锚索锚固段长度，由α(P-πc₁DL_P)coth(α(L_a-L_P))＝πc₁D,where L_P∈(0,L₁)决定；

E_c是锚固体综合模量；

A_g是预应力锚索钻孔的横截面面积；

E是预应力锚索钢绞线的弹性模量；

A是预应力锚索钢绞线的横截面面积。