[发明专利]基于大型足尺试验的锚固结构面尺寸阈值确定方法

摘要

一种基于大型足尺试验的锚固结构面尺寸阈值确定方法，包括以下步骤：1)制作锚固结构面混凝土足尺试样；2)利用大型直剪仪对含单列锚杆的试样进行足尺直剪试验，实时监测试样中的剪切应力和位移，并利用MATLAB软件对数据进行处理，得到锚固结构面的抗剪强度；3)计算得到单根锚杆抗力贡献；4)依次增加试样剪切方向上的锚杆数量，重复步骤2)依次计算得到单根锚杆的抗力贡献；5)利用MATLAB软件对上述多组数据进行非线性拟合，当拟合线上的相邻数据点满足公式(2)时，所对应的锚固结构面的尺寸即为尺寸阈值，利用尺寸阈值进行边坡锚固设计。本发明提高了试验结果的可靠性和科学性、避免过多重复性试验造成人力和物力的浪费。

主权项

1.一种基于大型足尺试验的锚固结构面尺寸阈值确定方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：1)制作锚固结构面混凝土足尺试样，试样为长方体，试样的长、宽、高分别为L、W、H，在宽度方向上布置锚杆的单列数量分别为m根；2)利用大型直剪仪对含单列锚杆的试样进行足尺直剪试验，采用位移加载，所施加的法向应力为σ，试验过程中利用光纤光栅解调仪实时监测试样中的剪切应力和位移，并利用MATLAB软件对数据进行处理，得到锚固结构面的抗剪强度；3)按照公式(1)计算得到单根锚杆抗力贡献，式中，T为单根锚杆抗力贡献，τ为锚固结构面的抗剪强度，σ为锚固结构面的法向应力，为结构面的内摩擦角，m为宽度方向上锚杆的数量，n为剪切方向上锚杆的数量，m、n为正整数，其取值满足m≤3，n≥5；4)依次增加试样剪切方向上的锚杆数量，重复步骤2)依次计算得到单根锚杆的抗力贡献，以T变量、n为自变量形成多组数据；5)利用MATLAB软件对上述多组数据进行非线性拟合，当拟合线上的相邻数据点满足公式(2)时，所对应的锚固结构面的尺寸即为尺寸阈值，利用尺寸阈值进行边坡锚固设计，T_n‑T_n+1≤50kPa  (1)式中，T_n为布置n列锚杆时单根锚杆抗力贡献，T_n+1为布置n+1列锚杆时单根锚杆抗力贡献。