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摘要
压力注浆锚杆在隧道、边坡、基坑等支护工程中应用广泛。为了预测锚杆在不同注浆压力下的锚-土界面粘结强度，本文将锚-土界面法向应力的发展过程分为两个计算阶段：压力注浆时锚孔扩张半径的计算和浆液硬化后界面法向应力的计算。在计算时，将锚孔扩张过程视为无限土体中的瞬时圆孔扩张问题，考虑塑性区土体服从统一强度准则，推导出压力注浆时锚孔扩张半径解答；然后，考虑土体的时变特性，引入粘弹-塑性圆孔扩张理论，采用Merchant模型推导出浆液硬化后界面法向应力随时间衰减的解答；最后，基于库伦抗剪强度公式，建立了压力注浆锚杆锚-土界面粘结强度的理论计算方法。为了验证本文计算方法的可靠性，采用自制的锚杆微元体压力注浆装置，制作了三种不同注浆压力下的锚杆试样并开展了拉拔试验。将获得的试验结果与本文理论计算结果进行对比，并结合已有的压力注浆土钉拉拔试验结果进一步验证。结果表明：本文提出的压力注浆锚杆锚-土界面粘结强度的理论计算方法能够准确的预测试验数据，可为工程设计提供参考。最后进行了参数分析，结果表明：锚-土界面粘结强度与注浆压力呈线性关系，注浆压力增大能有效提高锚杆的承载性能；锚-土界面粘结强度随着复合模量的增大呈现非线性增加。
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单位土木工程学院; 湖南大学
