[发明专利]一种含纵向裂隙夯土城墙遗址楠竹锚杆抗震加固设计方法

摘要

本发明公开了一种含纵向裂隙夯土城墙遗址楠竹锚杆抗震加固设计方法，该方法基于锚固力需求平衡理念,一方面通过现场拉拔试验和有限元分析确定不同锚固参数组合下锚杆的极限抗拔力与锚固界面力学模型,并据此计算临界锚固长度；另一方面分别求解地震作用下锚固系统计算单元内单锚杆所需承担的最大轴向拉拔荷载以及使遗址保持稳定所需的总锚固力需求；最后通过对比锚固系统所能提供的实际总锚固力与遗址总锚固力需求的关系确定锚杆布置间距、数量与方式等设计参数。采用本发明基于锚固力需求平衡的夯土城墙遗址楠竹锚杆抗震加固设计方法能够在满足遗址锚固力需求的同时最大限度地降低加固对遗址的二次伤害，实现遗址锚固的科学化和精细化。

主权项

1.一种含纵向裂隙夯土城墙遗址楠竹锚杆抗震加固设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据拉拔试验确定土遗址楠竹锚固系统极限抗拔力及界面应力分布和传递规律；(2)确定表征锚固界面力学行为的粘结‑滑移模型；(3)依据工程实际条件采用数值分析方法确定锚孔直径与锚固长度；(4)依据已确定的锚固界面粘结‑滑移力学模型、锚杆直径和钻孔直径，依据公式分别计算锚固界面弹性段、软化段和摩擦段的最大长度；将计算所得的临界锚固长度与步骤(3)确定的锚固长度进行对比，若临界锚固长度小于步骤(3)确定的锚固长度，则确定锚固系统能够充分发挥锚固性能；(5)计算分析地震作用下计算单元范围内单根锚杆所需承担的最大拉拔荷载；(6)计算分析地震作用下含纵向裂隙夯土城墙遗址的总锚固力需求；(7)根据步骤(5)与步骤(6)计算分析结果，考虑危险土体临空面面积，推算遗址所需锚杆总数量，并将所有锚杆极限锚固力代数和乘以群锚效应折减系数0.85得到锚杆所能提供的总锚固力；最后将锚杆所能提供的总锚固力与步骤(6)计算获得的遗址总锚固力需求进行对比；若锚杆所能提供的总锚固力大于遗址总锚固力需求，则无需调整；若小于遗址总锚固力需求，则相应缩减锚杆间距或增加锚杆数量，直至锚杆所能提供的总锚固力略大于遗址总锚固力需求；(8)计算锚固后遗址地震安全系数F并评估加固效果：当F＝1时，在该地震作用下遗址处于临界破坏状态；当F>1时，在该地震作用下遗址处于稳定状态，锚固方案无需调整；当F<1时，在该地震作用下遗址仍会发生破坏，需返回步骤(5)‑(7)进一步修正锚固方案，直至F大于1或目标安全系数。