ABAQUS预应力扩大头锚杆轴力空时域分布有限元分析(3)
第5章主要是计算结果及数据分析，得到了预应力扩大头锚杆轴力沿长度方向的分布情况。
最后是就本次的研究做了一个总结。
2 预应力扩大头锚杆
2.1 概述
翻开锚固工程技术的发展史我们可以看到，在与岩土有关的工程中，它的应用可以追溯到20世纪初。据文件记载，1910～1911年期间，美国已首先在煤矿巷道和其他岩石矿山中应用锚杆支护顶板。此后，作为有一定代表性的工程应用，1918年在西利西安矿山开采中应用了锚索支护，1934年在阿尔及利亚的舍尔法大坝的边坡加固工程中应用了预应力锚杆，1957年前联邦德国鲍尔公司在深基坑中应用了土层锚杆。我国锚杆的工程应用开始于20世纪50年代后期。并随着地下工程中锚杆技术的逐步应用，与喷射混凝土，其后又与其他的岩土加固技术（如注浆﹑桩墙等）相结合，形成了一整套使用广泛的岩土锚固工程技术。
由于岩土锚固工程技术的新发展，近年来用此技术的大量边坡加固和整治工程中，在很大程度上取代了传统的浆砌片石式挡墙或重力挡墙结构；在相当数量的深基坑工程中取代了水平横撑式支挡结构；在几乎所有采用矿山法施工的地下工程中取代了分步开挖木支撑式临时支护结构。在其他方面，如深基础工程﹑抗浮结构工程﹑大坝加固工程﹑抗震工程﹑公路拓宽工程以及悬索桥的锚固等工程中，岩土锚固工程技术的优势也得到了充分发挥。在锚固工程领域， 国内外对预应力扩大头锚杆都做过一些探讨，也有一些工程应用报道，但目前对于扩大头锚杆的力学机制研究比较少。我国行业标准提出的扩大头锚杆抗拔力计算公式，也没有全面反映扩大头锚杆抗拔力的主要因素，计算结果与工程实测误差甚大。
从2001年开始，经过我国工程技术人员的不断探索试验和工程实践，出现了一种在土层中进行预应力扩大头锚杆施工的工艺方法，在多个工程应用中显示出理想效果。这种工艺方法被命名为“JL(钜联)扩大头锚杆”，其学术名称为“高压喷射扩大头锚杆”。它是利用高压喷射流束在锚孔底部一段长度范围内切割土体并用水泥浆置换充填而形成一段长度的大直径的圆柱状锚固体。
目前，预应力扩大头锚杆已在广东、广西、河南、江苏、山东、山西、湖北等地得到工程实际应用，完成工程项目20多项，积累了宝贵的工程经验和测试数据。
2.2 什么是预应力扩大头锚杆
预应力扩大头锚杆，一般是采用高压喷射原理在锚孔底部一段长度范围内对孔壁土体进行切割扩孔并置换充填水泥浆而形成一个圆柱状的扩大头，其学术名称为高压喷射扩大头锚杆。预应力扩大头锚杆具有以下优异性能和特点。
1.抗拔力高
在相同地质条件下，其抗拔力至少比普通锚杆提高3倍以上。如深圳福民佳园基坑支护锚杆设计抗拔力850kN，青岛奥帆广场设计抗拔力950kN，惠州华贸中心设计抗拔力为670～970kN。
2.位移小，尤其是工作位移小
在相同拉力条件下，锚头位移为普通锚杆的三分之一左右。深圳福民佳园基坑深度13.7m（淤泥及人工填土厚度7m），采用单排预应力扩大头锚杆锚拉排桩，实测基坑最大位移3.2cm（基坑开挖到底时）和4.2cm（坑底人工挖孔桩和地下室完成，基坑回填时）。青岛奥帆广场基坑深度16m，单排锚杆锚拉排桩，西侧（邻多层房屋），最大位移仅2.5cm。
3.可靠性高、离散性小、质量稳定
预应力扩大头锚杆工法标准化，在相同地层中锚杆的抗拔力和位移都很稳定，不会象普通锚杆（一次灌浆或二次高压灌浆）那样离散性大。如青岛奥帆广场三根试验锚杆间距2m（可认为处于同一地层之中），最大试验载分别为1500kN，1406kN，1406kN，总位移分别为125mm、107mm、109mm。惠州华贸中心三根试验锚杆间距2.4m内（处于同一地层），最大荷载分别为1302kN、1042kN、1042kN，对应的总位移分到为122mm、99.5mm、100.5mm。
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