充气锚杆在软土中的锚固机理与数值模拟方法研究

充气锚杆在软土地区地下工程中有广阔的应用前景。该类新型锚杆的研究在国外还刚起步，我国还没有开始，其承载机理及设计理论与一般锚杆存在明显差异，对其进行深入研究，具有重要的工程意义和理论价值。本研究拟结合该类锚杆的受力特点，从室内模型试验和现场试验出发，深入探讨锚杆荷载传递机理；引入大变形理论及流形元方法，分析锚杆在工作过程的应力变化和破坏模式，建立合理的锚杆荷载传递模型及提出承载力简化计算方法；针对充气锚杆在软土中存在几何大变形问题，运用数值流形元计算方法，建立整体锚杆受力分析模型，分析各影响因素对锚固效果的影响，提出充气锚杆在不同类型软土中锚固的合理锚固参数；开发出能模拟锚杆开挖、工程施工等不同加载工况下锚杆受力特性的数值流形元分析程序；结合依托工程现场试验数据进行内在机理分析和验证，编制分析计算程序，预测锚杆内力及变形，用以指导充气锚杆在软土中的设计与施工。