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　　土層錨桿是一種承拉桿件，它的一端和擋土樁、擋土墻或工程構(gòu)筑物聯(lián)結(jié)，另一端錨固在土層中，用以維持構(gòu)筑物及所支護(hù)的土層的穩(wěn)定。土層錨桿結(jié)構(gòu)輕巧、受力合理，并有少占場地、縮短工期、降低造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，可以用作深挖基坑坑壁的臨時(shí)支護(hù)，也可以作為工程構(gòu)筑物的永久性基礎(chǔ)。

 

　　為了提高錨桿的效率，即提高錨桿抗拔承載力水平，近年來，錨桿端部擴(kuò)大頭技術(shù)近來得到廣泛發(fā)展和應(yīng)用。采用理想彈塑性模型作為普通錨桿的荷載傳遞模型；從廣義Mindlin解出發(fā)，得到了擴(kuò)大頭錨桿的側(cè)摩阻力分布；從抗拔樁荷載傳遞的cooke模式出發(fā)，得出了普通錨桿的彈性變形公式。本文將利用擴(kuò)大頭錨桿和擴(kuò)底抗拔樁在承載機(jī)理和變形特性上的相似性，結(jié)合彈性力學(xué)理論，導(dǎo)出擴(kuò)大頭錨桿彈性階段的荷載與位移關(guān)系的理論解和臨界錨固長度的理論計(jì)算式，并提出經(jīng)濟(jì)臨界錨固長度概念及其計(jì)算表達(dá)式。

 

 

　　1.1擴(kuò)大頭錨桿的荷載傳遞與承載力構(gòu)成

 

　　擴(kuò)大頭錨桿的工作原理是，施加于抗拔主筋上的荷載通過主筋與砂漿之間的粘結(jié)作用、摩擦作用以及主筋與砂漿之間的機(jī)械咬合作用傳遞到錨固體，然后再由錨固體砂漿與巖土層之間的相互作用將荷載傳遞到周圍的巖土層中。這一過程與一般抗拔樁和錨桿的荷載傳遞過程是相似的。

 

　　在承載力構(gòu)成方面，擴(kuò)大頭錨桿主要是通過局部加大錨桿直徑，一方面增大錨固體與巖土層的接觸面積，從而增大相互間的粘結(jié)力或摩阻力，提高錨固力；另一方面是錨固體的局部擴(kuò)徑產(chǎn)生的“臺(tái)階”改變錨固力的產(chǎn)生方式，提供土體對(duì)擴(kuò)大頭環(huán)形部分或擴(kuò)孔錐側(cè)面的支撐作用。在承載力構(gòu)成方面擴(kuò)大頭錨桿與擴(kuò)底抗拔樁相似。

 

　　根據(jù)錨桿重復(fù)加載試驗(yàn)的資料表明，最適宜的能承受重復(fù)加載的錨桿型式即可能就是具有明顯突出物的錨桿。擴(kuò)大頭錨桿在相同錨固長度情況下可獲得更大的錨固力，減小錨固變形，或在相同錨固力的情況下可有效地減少錨固段長度，這一優(yōu)越性無疑使擴(kuò)大頭錨桿在錨固工程中有很高的應(yīng)用價(jià)值。

 

　　1.2擴(kuò)大頭錨桿的變形特性

 

　　擴(kuò)大頭錨桿和擴(kuò)底抗拔樁在荷載作用下的拉伸變形極為相似，其荷載位移曲線都經(jīng)歷了彈性變形、彈塑性變形和破壞階段，曲線在形態(tài)上也基本吻合，鑒于擴(kuò)大頭錨桿和擴(kuò)底抗拔樁在受力機(jī)理和變形特性上的相似性，因此完全可以考慮用已有的擴(kuò)底抗拔樁變形計(jì)算理論來分析和計(jì)算擴(kuò)大頭錨桿在拉拔荷載作用下的變形及其按位移控制的抗拔承載力。

 

 

　?。?）錨桿錨固技術(shù)在巖土工程中得到廣泛的應(yīng)用，擴(kuò)大頭錨桿技術(shù)可以有效改善錨桿的變形性能和提高錨桿的極限承載力。目前，有關(guān)擴(kuò)大頭錨桿的理論研究鮮有報(bào)道。

 

　?。?）在普通錨桿荷載變形分析的基礎(chǔ)上，本文利用擴(kuò)大頭錨桿和擴(kuò)底抗拔樁在受力機(jī)理和變形特性上的相似性，結(jié)合彈性力學(xué)理論，得出擴(kuò)大頭錨桿的變形計(jì)算公式。

 

　?。?）在擴(kuò)大頭錨桿變形分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步導(dǎo)得錨桿理論臨界錨固長度和經(jīng)濟(jì)臨界錨固長度的計(jì)算式。

 

　　（4）本文計(jì)算式僅適用于錨桿彈性變形階段。

 

　?。?）擴(kuò)大頭錨桿的變形和承載機(jī)理較為復(fù)雜，很難得出精確的計(jì)算結(jié)果，本文在推導(dǎo)時(shí)經(jīng)過了一定的簡化。在周圍巖土體抗剪強(qiáng)度很大、擴(kuò)大頭埋深較淺的情況下，本文方法誤差會(huì)比較大甚至不適用，有待進(jìn)一步完善。