玄武巖纖維錨桿加固巖體的夾持效應(yīng)

王瑞興, 馮君, 涂正楠, 王明星, 張卓晟

(西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院, 成都 610031)

在土木工程建設(shè)中,邊坡優(yōu)化處理一直都是熱點(diǎn)議題。隨著世界城市建設(shè)和交通建設(shè)的快速發(fā)展,公路、鐵路、礦山、水利建設(shè)等涉及大量邊坡防治與規(guī)劃問(wèn)題。錨桿錨固體系作為邊坡支護(hù)的關(guān)鍵技術(shù)之一[1],其實(shí)際工程錨固效果一直被學(xué)者所研究。面對(duì)日益復(fù)雜的工程實(shí)際案例,解決傳統(tǒng)鋼錨桿的缺點(diǎn),開(kāi)發(fā)新型錨桿和新型錨固體系的重要性逐漸顯現(xiàn)。

玄武巖纖維增強(qiáng)錨桿(basalt fiber reinforced polymer bolt,BFRP)作為一種新型錨桿材料,具有耐腐蝕性好、協(xié)調(diào)變形性好、密度低等優(yōu)點(diǎn),目前作為一種高性能纖維錨桿在錨固工程領(lǐng)域的研究剛剛起步[2]。Wang等[3-4]研究了BFRP復(fù)合筋的彈性模量和剪切強(qiáng)度,并得出結(jié)論,其彈性模量隨著玄武巖纖維含量的增加而增加。Li等[5]在改進(jìn)模型試驗(yàn)下研究了BFRP材料與灌漿體之間的黏結(jié)性能。Madotto等[6]通過(guò)對(duì)使用多組BFRP錨桿加固的混凝土梁進(jìn)行彎曲荷載試驗(yàn),研究了BFRP聚合物提高混凝土梁延性的潛力。Zhu等[7]給出了非預(yù)應(yīng)力BFRP錨桿加固土質(zhì)邊坡的方法和設(shè)計(jì)參數(shù)建議值,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)加固試驗(yàn)驗(yàn)證了其合理性。Dong等[8]進(jìn)行了FRP復(fù)合鋼筋加固混凝土的偏心拉拔試驗(yàn),并研究了復(fù)合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的黏結(jié)性能。馮君等[9-10]通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn)研究了用于加固黃土邊坡的BFRP錨桿的錨固能力。Shen等[11]通過(guò)反復(fù)荷載試驗(yàn)研究了BFRP筋加固結(jié)構(gòu)的抗震性能。基于玄武巖纖維錨桿的研究充分闡述了其作為邊坡加固材料的可行性。

在巖體錨固技術(shù)方面,Srivastava等[12]對(duì)灌漿錨桿加固的砌塊試樣進(jìn)行了大規(guī)模直剪試驗(yàn)。Li等[13]使用全灌漿錨固巖體進(jìn)行剪切試驗(yàn),并分析了錨桿錨固角度與極限拉伸載荷之間的拋物線關(guān)系。He等[14]對(duì)錨固巖體進(jìn)行了剪切試驗(yàn)。研究表明,錨定在巖石節(jié)理中的錨桿在剪切力和軸向力的聯(lián)合作用下會(huì)受損。巖體加固的夾持效應(yīng)方面,許多學(xué)者在隧道錨固體系中進(jìn)行過(guò)研究,余美萬(wàn)等[15]通過(guò)圓臺(tái)形隧道錨加固現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)定量比較夾持作用引起的隧道錨圍巖極限抗拔能力的差別,揭示了隧道錨圍巖夾持效應(yīng)的力學(xué)機(jī)制。張奇華等[16]通過(guò)隧道錨圍巖抗拔機(jī)制研究,得出倒楔形結(jié)構(gòu)受到巖體擠壓獲得更強(qiáng)抗拔力。蔣昱州等[17]運(yùn)用隧道錨模型試驗(yàn),得出在夾持效應(yīng)作用下,錨塞體帶動(dòng)周圍巖體運(yùn)動(dòng)范圍提升較大。王東英等[18]開(kāi)展室內(nèi)模型試驗(yàn),深入分析隧道錨與巖體的夾持效應(yīng)聯(lián)合承載過(guò)程以及巖體拔出時(shí)的破壞形態(tài)。譚鑫等[19]根據(jù)圍巖變形程度考慮復(fù)合巖體等效計(jì)算剛度,對(duì)錨桿與巖體相互作用下收斂變形進(jìn)行了修正分析,合理反映錨桿與圍巖的約束作用。以上研究主要體現(xiàn)在隧道錨加固的夾持效應(yīng)方面的研究上,其圍巖協(xié)同承載與破壞模式研究已較為成熟,由此提出將隧道錨夾持效應(yīng)進(jìn)行拓展,采用錨桿交叉錨固體系對(duì)巖體進(jìn)行加固研究,探尋錨桿加固邊坡的新形態(tài)與新體系。但是邊坡加固的錨桿夾持效應(yīng)方面目前較少,周濟(jì)芳[20]通過(guò)高聚合物材料模擬錨桿拉拔試驗(yàn),對(duì)不同法向剛度與間距等不同條件下研究其界面力學(xué)特性演化規(guī)律,對(duì)新材料加固邊坡的設(shè)計(jì)提供工程借鑒。管昕昉等[21]對(duì)分散型錨桿錨固砂土體系的力學(xué)特征進(jìn)行了研究分析,并從細(xì)觀角度建立其錨固性能的顆粒流數(shù)值模型,通過(guò)該分模型分析了荷載作用下砂土的細(xì)觀力學(xué)特性。張圣亮[22]通過(guò)多組模型試驗(yàn),對(duì)邊坡加固的夾持效應(yīng)進(jìn)行了多因素分析,闡述了交叉錨固體系錨固邊坡的計(jì)算與設(shè)計(jì)方法,從理論上研究了該錨固體系的可行性,并提出了交叉錨桿錨固邊坡的夾持效應(yīng)系數(shù)。

基于已有研究成果,現(xiàn)研究交叉式錨桿錨固體系受力特性,在隧道錨夾持效應(yīng)的基礎(chǔ)上拓展提出錨桿錨固巖體的界面剪應(yīng)力表達(dá)式,并利用有限元方法模擬巖體夾持效應(yīng)響應(yīng)分析,給出工程實(shí)踐運(yùn)用的設(shè)計(jì)參考,為后續(xù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提供理論依據(jù)。

1 錨桿夾持效應(yīng)理論分析

1.1 錨固體系受力特性分析

目前已有的研究成果證明錨固體與巖體界面的黏結(jié)功能失效是主要的破壞特征,除此失效特征與傳統(tǒng)鋼錨桿相同外,玄武巖纖維錨桿還受到材料脆性特征影響。鑒于錨固體可能存在的界面破壞模式,研究錨固體系界面受力性能,構(gòu)建錨-巖界面剪應(yīng)力分布的微分方程,并對(duì)巖體開(kāi)裂破壞模式進(jìn)行深入探究。

對(duì)于錨固體系的機(jī)理分析,首先要從錨固段受力特性入手[23]。目前學(xué)術(shù)界對(duì)于錨桿軸向應(yīng)力分布規(guī)律、灌漿體與巖體界面應(yīng)力分布規(guī)律等理論研究推導(dǎo)相對(duì)較少,眾多試驗(yàn)研究在面對(duì)復(fù)雜多變的工程地質(zhì)條件,如多種地層分塊、多裂隙體系巖體以及含軟弱夾層巖體等環(huán)境影響下,試驗(yàn)結(jié)論與理論分析往往出現(xiàn)鮮明的分歧。在此條件下,結(jié)合Feng等[24]通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比傳統(tǒng)錨桿經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ吞岢龅腂FRP錨桿長(zhǎng)期軸向受力蠕變模型,對(duì)錨桿錨固體系進(jìn)行受力特性分析,并根據(jù)工程實(shí)際提出針對(duì)錨固體系關(guān)鍵受力優(yōu)化的設(shè)計(jì)依據(jù)顯得尤為重要。

在平行布置的錨固體系中,其受力形式主要表現(xiàn)為錨桿向周圍巖體軸心擴(kuò)散式的累積傳遞式受力過(guò)程[25],在這種體系下一旦錨桿底部與周圍巖體出現(xiàn)宏觀相對(duì)位移即認(rèn)為錨固體系破壞。而對(duì)于交叉型布置錨桿的錨固體系則不然,在桿端周圍巖體微裂縫發(fā)展階段錨桿拉拔受力過(guò)程中,上覆巖體和內(nèi)側(cè)巖體對(duì)錨桿有法向約束擠密作用以至于位移響應(yīng)特征與巖體破壞模式與傳統(tǒng)平行錨固體系有所不同。交叉錨桿與平行錨桿帶動(dòng)巖體破壞對(duì)比示意如圖1所示。

圖1 不同錨固體系巖體破壞模式Fig.1 Rock mass failure mode of different anchoring systems

由此,在進(jìn)行有限元模擬試驗(yàn)時(shí),為模擬實(shí)際圍巖在受力過(guò)程中出現(xiàn)的塑性區(qū)發(fā)展與裂縫開(kāi)展現(xiàn)象,巖體破壞模式即裂紋的損傷演化規(guī)律采用零厚度內(nèi)聚力單元來(lái)模擬實(shí)現(xiàn),用損傷因子D表示材料損傷演化的過(guò)程[26]。材料未損傷時(shí)D為0,隨損傷演化單調(diào)遞增至1,此時(shí)損傷演化結(jié)束,材料發(fā)生破壞。由此根據(jù)該斷裂準(zhǔn)則可推出巖體理論開(kāi)裂破壞界面。

1.2 交叉式錨桿錨固體系界面荷載的控制方程

為了解錨固體系界面應(yīng)力響應(yīng)特性,由錨桿局部取微元體研究交叉錨固體系的錨桿受力特性,根據(jù)王洋[27]關(guān)于表征錨固體系界面力學(xué)傳遞機(jī)制的研究,建立界面力學(xué)模型如圖2所示,取錨桿軸向單元進(jìn)行平衡受力分析,建立平衡方程為

圖2 錨固體單元受力圖示Fig.2 Stress diagram of anchored solid micro unit

Adσ(x)+τ(x)Udx+γ(x)sinθdx=0

(1)

式(1)中:σ(x)為錨固體軸向拉應(yīng)力;τ(x)為錨固體側(cè)面剪應(yīng)力;A為錨固體截面面積,A=πr2,r為錨固體半徑;U為錨固體周長(zhǎng),U=2πr;γ(x)為錨固體周圍巖體平面重度;θ為交叉式錨桿錨固角。

根據(jù)各力矢量關(guān)系簡(jiǎn)化得

(2)

假設(shè)錨固體為線彈性材料,滿足胡可定律,則

(3)

式(3)中:E為錨固體彈性模量;u(x)為單邊錨固體軸向位移;ε(x)為單邊錨固體軸向應(yīng)變。

聯(lián)立式(2)和式(3)得

(4)

而錨固體軸向位移u(x)和交叉式錨桿體系總位移us(x)存在數(shù)學(xué)關(guān)系,即

u(x)=us(x)cosθ

(5)

故交叉式錨桿加固巖體的錨-巖界面剪應(yīng)力為

(6)

交叉錨固體系在實(shí)際受力過(guò)程中,受到周圍巖體夾持作用,使得在相同條件下其界面剪應(yīng)力與錨固角呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的特點(diǎn),這是交叉錨固體系不同于平行錨固體系的顯著特性。

2 有限元計(jì)算模型

2.1 模型建立

為開(kāi)展針對(duì)交叉式錨桿的單軸拉拔試驗(yàn),分析巖體在拉拔條件下的夾持效應(yīng)作用機(jī)理,以及研究在夾持效應(yīng)下BFRP錨桿的承載規(guī)律,采用ABAQUS建立二維小型單軸拉拔模型進(jìn)行計(jì)算(圖3),并對(duì)拉拔結(jié)果進(jìn)行比較。

圖3 交叉式錨桿加固巖體Fig.3 Rock mass reinforcement with cross bolt

2.2 材料參數(shù)

巖體寬度為200 mm,高為140 mm,巖體采用DP硬化本構(gòu),材料參數(shù)如表1所示。

表1 模型巖體參數(shù)Table 1 Parameters of model rock mass

單根錨桿加固長(zhǎng)度為120 mm,呈交叉布置,分別模擬錨固角θ為7.5°、15°、22.5°三種不同工況。根據(jù)BFRP材料基本力學(xué)性能的研究[28-29],參數(shù)取值如表2所示。

表2 模型錨桿參數(shù)Table 2 Parameters of model bolt

巖體中插入零厚度cohesive內(nèi)聚力單元模擬巖體損傷開(kāi)裂過(guò)程,為模擬巖石受力過(guò)程中實(shí)際開(kāi)裂與裂縫發(fā)展趨勢(shì),契合試驗(yàn)中較硬巖的各項(xiàng)參數(shù),此處內(nèi)聚力單元破壞參數(shù)同樣采用較硬巖標(biāo)準(zhǔn),初始損傷準(zhǔn)則為二次應(yīng)變準(zhǔn)則(quade damage)。參數(shù)取值如表3所示。

表3 內(nèi)聚力單元參數(shù)Table 3 Parameters of cohesive unit

2.3 計(jì)算設(shè)定

為保證拉拔過(guò)程巖體開(kāi)裂破壞的計(jì)算精度,模型選用三角形單元進(jìn)行離散,并在錨固體系周圍將單元?jiǎng)澐置芏忍嵘?.5 mm,如圖4所示。單元?jiǎng)澐趾笳麄€(gè)模型主要分為基本單元和分布于各個(gè)網(wǎng)格之間的內(nèi)聚力單元。

拉拔過(guò)程采用二次振幅曲線將BFRP錨桿豎直向上拔出12 mm,輸出記錄拉拔階段的錨固應(yīng)力、位移、巖體裂縫開(kāi)展與塑性損傷失效結(jié)果。

3 錨桿夾持效應(yīng)結(jié)果分析

3.1 錨-巖界面應(yīng)力響應(yīng)

通過(guò)加載過(guò)程錨桿變形以及位移發(fā)展進(jìn)一步分析錨固體系荷載傳遞與影響范圍。各工況條件在荷載作用下錨桿豎向位移隨荷載增長(zhǎng)曲線如圖5所示。

圖5 錨固體系豎向位移隨荷載增長(zhǎng)曲線Fig.5 Curve of vertical displacement of anchor system increasing with load

結(jié)果表明:在荷載作用下,不同錨固角的錨桿與巖體相對(duì)位移發(fā)展均可分為靜止、低速線性增長(zhǎng)、加速增長(zhǎng)至破壞多個(gè)階段。在相對(duì)靜止階段,各工況錨桿在同等荷載作用下位移較小,當(dāng)荷載增大使得錨桿位移達(dá)到加速增長(zhǎng)階段時(shí),由于錨固角不同,錨桿在荷載作用下位移也有所不同。錨固角越小,錨桿越接近平行放置,錨固體系位移越大。當(dāng)錨固角在15°左右,錨固體系對(duì)周圍巖體的荷載傳遞和變形發(fā)展影響達(dá)到最大,錨固體系承載力達(dá)到峰值。

以錨固角θ為15°的工況為例,分析錨-巖界面在加載過(guò)程中附加應(yīng)力的產(chǎn)生、演化規(guī)律以及沿錨桿軸向的分布規(guī)律。由于計(jì)算模型以及荷載對(duì)稱,交叉式錨桿應(yīng)力數(shù)據(jù)取左錨桿進(jìn)行處理,將加載過(guò)程界面各點(diǎn)應(yīng)力變化曲線進(jìn)行整理,如圖6所示。

在不同荷載P作用下錨-巖界面應(yīng)力隨錨桿后端距離的變化規(guī)律表明:受交叉型錨桿布置方式的影響,錨-巖界面擠壓應(yīng)力沿錨桿軸向呈現(xiàn)非線性分布。距后錨端越遠(yuǎn),界面應(yīng)力越大;當(dāng)荷載增加到650 N時(shí),峰值點(diǎn)轉(zhuǎn)移至距加載面L/3處,其中,L為單邊錨固體錨固總長(zhǎng)度,分析該段峰值點(diǎn)出現(xiàn)轉(zhuǎn)移的主要原因是在該荷載作用下部分上部巖體進(jìn)入塑性變形階段,部分應(yīng)力釋放,使得主要承載區(qū)間下移。

荷載超過(guò)850 N時(shí),錨桿中部受擠壓作用顯著,巖體夾持效應(yīng)明顯。錨-巖界面應(yīng)力沿錨桿后端呈不斷增大的變化趨勢(shì),峰值點(diǎn)位于距后錨端2L/3區(qū)域。

3.2 錨固破壞位移響應(yīng)

在拉拔加載過(guò)程中,錨桿巖體間荷載傳遞,使得錨桿擠壓變形與巖體破碎開(kāi)裂,分析荷載作用下錨-巖界面應(yīng)力隨錨桿位移增長(zhǎng)規(guī)律,得曲線如圖7所示。

圖7 錨-巖界面應(yīng)力隨錨桿位移增長(zhǎng)曲線Fig.7 Stress growth curve of bolt-rock interface with bolt displacement

結(jié)果表明:在荷載作用下位移不斷增大的整個(gè)過(guò)程中,錨-巖界面應(yīng)力分布大致可以分為3個(gè)階段:彈塑性階段,上層巖體在加載過(guò)程中與錨桿逐漸擠密,此時(shí)錨-巖界面應(yīng)力不斷增大;塑性裂隙發(fā)展階段,當(dāng)荷載達(dá)到巖體彈性極限之后,錨桿上覆巖體出現(xiàn)擠壓微裂縫,兩錨桿內(nèi)側(cè)巖體出現(xiàn)張拉微裂縫,裂縫數(shù)量與隨著錨桿拉拔位移的增加而增大,錨-巖界面應(yīng)力隨之減小;夾持增強(qiáng)階段,當(dāng)巖體中微裂縫增加到一定數(shù)量之后,錨桿內(nèi)側(cè)巖體由于錨桿變形摩擦張拉應(yīng)力增大,巖體有隨著錨桿夾持拉出的趨勢(shì),使得此階段錨-巖界面應(yīng)力與位移均增長(zhǎng)較快并達(dá)到應(yīng)力峰值,最終臨近失穩(wěn)狀態(tài),上覆巖體發(fā)生剪切破壞,錨桿被迅速拔出。

3.3 基于巖體位移破壞響應(yīng)的夾持效應(yīng)分析

基于錨桿界面應(yīng)力響應(yīng)與巖體裂縫發(fā)育破壞的位移響應(yīng)特征,推斷交叉式錨桿加固巖體的承載作用具有階段性。巖體處于彈塑性階段時(shí)錨-巖系統(tǒng)承載力主要由錨桿與巖體的摩擦提供,當(dāng)錨桿與上覆巖體互相產(chǎn)生明顯擠壓,與內(nèi)側(cè)巖體協(xié)同受力時(shí),巖體夾持效應(yīng)發(fā)揮,此時(shí)錨-巖體系的摩擦與夾持效應(yīng)共同決定錨桿的極限承載力。

通過(guò)錨桿與巖體的動(dòng)力響應(yīng)特征分析,定義錨-巖體系相對(duì)位移較小的彈塑性階段為加載初期,巖體微裂縫發(fā)展與錨桿位移迅速增大階段為加載中期,位移迅速增大與夾持增強(qiáng)且達(dá)到應(yīng)力峰值階段為加載后期,各階段界面應(yīng)力構(gòu)成如圖8所示。以各個(gè)錨固體系不同錨固形態(tài)為例,各階段巖體裂縫發(fā)展與巖體破壞形態(tài)如圖9所示。

σ0為初始法向應(yīng)力;τ0為初始切向應(yīng)力;σa為加載階段附加法向應(yīng)力;τa為加載階段附加切向應(yīng)力圖8 不同加載階段界面應(yīng)力響應(yīng)Fig.8 Interface stress response at different loading stages

圖9 各工況各階段巖體裂縫發(fā)展破壞形態(tài)Fig.9 Fracture development and failure form of rock mass at each stage

處于加載初期時(shí),錨桿與巖體主要存在側(cè)面摩阻力以及側(cè)面土壓力,其中主要提供承載作用的摩阻力服從一階線性分布。該階段施加荷載與錨桿上覆土體重力和錨桿側(cè)面摩阻力平衡。

當(dāng)加載階段到中期時(shí),上覆巖體在錨桿位移不斷增加的過(guò)程中出現(xiàn)擠壓微裂縫,錨桿側(cè)面受到的巖體摩阻力出現(xiàn)短暫下降,錨-巖界面應(yīng)力隨錨桿位移增大而出現(xiàn)下降趨勢(shì)。

加載達(dá)到后期時(shí),巖體夾持效應(yīng)顯現(xiàn),內(nèi)側(cè)巖體與錨桿協(xié)同承受拉拔作用,附加應(yīng)力峰值轉(zhuǎn)移到錨桿中部,附加應(yīng)力服從峰值點(diǎn)位于距后錨端2L/3處的三角分布。該階段施加荷載與內(nèi)側(cè)巖體重力、上覆巖體重力、夾持效應(yīng)產(chǎn)生的附加摩阻力之和平衡。

綜合上述分析,交叉型錨桿承載力由桿側(cè)摩阻力與夾持效應(yīng)兩部分組成。夾持效應(yīng)在所施加荷載大于錨-巖界面摩擦作用時(shí)開(kāi)始發(fā)揮。由此,交叉錨桿的直徑,錨固長(zhǎng)度,錨固角都是夾持效應(yīng)發(fā)揮的影響因素。為保證錨桿體系的結(jié)構(gòu)安全的前提下充分發(fā)揮交叉型錨桿的承載能力,應(yīng)對(duì)錨固體系進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

3.4 夾持錨固角對(duì)承載能力的影響分析

通過(guò)夾持效應(yīng)的多因素敏感分析,最終確定在相同錨桿埋深條件下錨固角對(duì)錨固體系夾持效應(yīng)發(fā)揮程度影響較大,不同錨固角條件下的錨固極限承載力如圖10所示。θ≤7.5°時(shí),內(nèi)側(cè)巖體難以形成越拔越緊的夾持效應(yīng),θ≥22.5°時(shí),拉拔過(guò)程中錨桿截面受到剪切應(yīng)力過(guò)大容易出現(xiàn)剪切破壞,臨近巖體剪拉破裂面角度過(guò)大,錨固承載力下降。

圖10 極限荷載隨錨固角變化曲線Fig.10 Curve of ultimate load changing with anchorage angle

綜上分析,在對(duì)交叉型錨桿進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),需對(duì)其錨固角進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以求盡可能發(fā)揮其錨固系統(tǒng)的承載能力。

4 結(jié)論

研究針對(duì)交叉型錨桿夾持效應(yīng)機(jī)制以及錨-巖界面破壞形態(tài)進(jìn)行了分析,闡述了交叉型錨桿與巖體的聯(lián)合承載機(jī)制,并推導(dǎo)了界面剪應(yīng)力微分方程。

研究了錨桿幾何要素對(duì)錨固體系的承載能力影響進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。主要結(jié)論如下。

(1)基于界面應(yīng)力響應(yīng)分析,在相同荷載條件加持下,錨桿中部以及前L/3段界面應(yīng)力較大,作為主要承載區(qū)間受到的巖體擠壓夾持效應(yīng)最為明顯。

(2)基于界面位移響應(yīng)分析,可將錨桿錨固體系破壞的漸進(jìn)過(guò)程分為彈塑性階段、微裂縫發(fā)展階段、夾持增強(qiáng)階段和迅速破壞4個(gè)階段。其中彈塑性階段主要由錨固體系與周圍巖體重力發(fā)揮抗拔作用,而微裂縫發(fā)展中后期的位移非線性增長(zhǎng)階段則由夾持效應(yīng)和帶動(dòng)拉拔巖體重力共同發(fā)揮作用。

(3)裂縫增長(zhǎng)階段巖體的裂紋產(chǎn)生過(guò)程與錨-巖界面應(yīng)力位移響應(yīng)呈線性相關(guān),裂紋的初始形成時(shí)刻與錨桿進(jìn)入非線性位移階段相對(duì)應(yīng)。

(4)對(duì)錨固體系幾何要素進(jìn)行分析,確定錨桿的錨固角對(duì)交叉式錨桿的承載能力的影響較為明顯。因此在實(shí)際試驗(yàn)與工程實(shí)踐中,應(yīng)著重優(yōu)化錨桿錨固角,既可以在節(jié)省材料使用的前提下,最大程度發(fā)揮錨固體系的承載能力。

(5)研究主要針對(duì)錨固界面剪應(yīng)力公式進(jìn)行推導(dǎo)和有限元模擬,但由于交叉式錨桿的研究目前較少,其錨固承載力公式與錨固破壞模式也尚未得到實(shí)體試驗(yàn)進(jìn)行模型驗(yàn)證,導(dǎo)致理論與實(shí)際效果之間存在一定誤差。未來(lái)的研究中應(yīng)重點(diǎn)探尋三維實(shí)體模型試驗(yàn)條件下交叉式錨桿的實(shí)際承載力和錨固體系與真實(shí)巖體破壞形式分析,更直觀地展現(xiàn)其與傳統(tǒng)錨固體系的不同之處,并為該新型錨固方法在實(shí)踐工程中的應(yīng)用展開(kāi)研究驗(yàn)證。