ABAQUS预应力扩大头锚杆轴力空时域分布有限元分析(5)
但是，拉力型或者压力型锚索都有一个共同缺点，即其锚固段应力过于集中。由于应力过大容易造成砂浆体或岩土体的破坏。于是人们就提出了将预应力分散在若干个承载体的想法，这样就在总预应力不变的前提下，减少了每段岩土体的应力值，充分发挥和利用了岩土体的整体力学性能。其中，拉力分散型锚索的通常做法是用不同长度的无粘结钢绞线，将其按设计锚固长度剥除锚索外的高密度PE套管，即分别成为粘结段，其中每一段均为拉力型锚索。压力分散型锚索结构，其特点是在不同长度的无粘结钢绞线端部各连接一块承压板和挤压套。其作用机理同压力型一样，只是将锚固力分散作用在不同深度的岩土体上。剪力分散型锚索，其特点是在不同长度无粘结钢绞线末端用环氧树脂砂浆粘结，靠其与承载体本身砂浆的剪力和压力通过粘结力分散传递给整个锚固段，确切的说，应该称之为剪力—压力分散型锚索。拉压分散型锚索结构，是将两个（或以上）拉力型和两个（或以上）压力型结构分别连在一起，从钻孔底开始形成拉—压—拉—压的交互形式。这种结构可以提供比拉力或压力分散型结构更为均匀的锚固力，而且其在相同长度下有更高的抗拔能力。
2.3.3 土体中扩大头压力型锚杆内锚固段应力计算模式
锚固段是整个锚索的重要受力部件，它的质量好坏，对整个锚索的安全和稳定性起决定性作用。同时它又是隐蔽工程，很难具体的确定其锚固段受力精确模式。Phillips提出锚杆的界面粘结剪应力按指数函数分布，表示为 ，式中 为锚固段顶端处的粘结剪应力， 为距锚固段顶端 处的粘结剪应力， 为锚杆直径， 为锚杆中粘结剪应力与主应力有关的长度系数。而牟瑞芳采用局部变形假定（即Winker假设），建立表达式为 ，式中 为 注浆体与周边的粘结应力， 为 处注浆体与孔壁间的相对位移， 为综合切向刚度[4]。
大量的现场试验也验证了锚索的灌浆体与孔壁的粘结强度不是均匀分布，而以非线性递减函数方式沿灌浆体长度分布。本模型的内锚固段粘结区弹性假定：灌浆体受力沿轴向方向。灌浆体和土体为弹性体。灌浆体与孔壁界面是弹性粘结，符合Winker假设。④定义 为灌浆体与孔壁的弹性粘结面粘结系数，且为定值。
内锚固段受力如图2.3所示，灌浆体顶端（ 处）受到张拉锚固力 的作用，在注浆体轴向方向并距离地段以微段 上，其界面的粘结强度为 ，锚固体微段分段两侧所受的轴力分别为 ， - ，界面的弹性位移为 。
图2.3 内锚固段受力分析
根据弹性力学方程和单元体静力平衡条件可以建立如下微分方程：
A和B截面边界条件为：A截面处 ， ；B截面处 。利用A和B边界条件求解（3）﹑（4）式和（5）式得锚固力公式：
（4）
将（4）式代入（3）式就可以得到灌浆体与孔壁的粘结强度表达式：
（5）
式中： ；
灌浆体与孔壁的粘结强度；
———锚索的锚固力；
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