(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111405347.0 (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 招商局重庆交通科研设计院有限公 司 地址 400000 重庆市南岸区学府大道3 3号 (72)发明人 贾学明　王俊杰　徐峰　张海龙　 黄河　赵天龙　温辉波　杨光清　 刘中帅　 (74)专利代理 机构 重庆鼎慧峰合知识产权代理 事务所(普通 合伙) 50236 代理人 徐璞 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度 计算方法 (57)摘要 本发明提供一种让剪型锚杆锚固下结构面 的抗剪强度计算方法， 包括以下步骤： 获取让剪 型锚杆的初始 剪切力、 安装角、 直径、 发生弯曲段 的长度、 弹性模量； 获取岩石体结构面的抗压强 度、 法向应力、 内摩擦角、 粘聚力、 反力系数； 计算 让剪型锚 杆变形点处的转角； 计算让剪型锚 杆受 力的轴向分量； 计算让剪型锚 杆的屈服强度计算 值， 判断锚杆是否发生屈服破坏， 计算锚杆发生 屈服破坏时所承受的剪切力、 锚 杆受力的轴向分 量； 计算让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度。 本发明从让剪型锚杆锚固的顺层岩质边坡出发， 以初始剪切力作为启动力， 可对 让剪型锚杆锚固 条件下结构面的抗剪强度进行定量计算， 能够准 确评价让剪型锚杆的锚固效果。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114091158 A 2022.02.25 CN 114091158 A 1.一种让剪型锚杆锚固下 结构面的抗剪强度计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 获取让剪型锚杆的初始剪切力、 安装角、 直径、 发生弯曲段的长度、 弹性模量； 获取岩石 体结构面的抗压强度、 法向应力、 内摩擦角、 粘聚力、 反力系数； 根据所述初始剪切力、 发生弯曲段的长度、 弹性模量， 以及锚杆横截面惯性矩、 锚杆受 压侧岩体沿长度方向的反力集度， 计算让剪型锚杆变形点处的转角； 根据所述转角、 初始剪切力、 直径， 以及所述反力集度， 计算让剪型锚杆受力的轴向分 量； 根据所述轴向分量， 以及让剪型锚杆的截面面积、 初始剪切力， 计算让剪型锚杆的拉剪 屈服强度计算值； 根据所述轴向分量、 让剪型锚杆变形点处的弯矩值， 以及让剪型锚杆的截 面面积、 锚杆抗弯横截面模量， 计算让剪型锚杆的弯曲屈服强度计算 值； 将所述拉剪屈服强度计算值、 弯曲屈服强度计算值二者中数值小的作为让剪型锚杆的 屈服强度计算值， 根据让剪型锚杆的屈服强度计算值和屈服 强度实际值判断锚杆是否发生 屈服破坏， 计算锚杆发生屈服破坏时所承受的剪切力、 锚杆受力的轴向分量； 根据锚杆发生屈服破坏时所承受 的剪切力、 锚杆受力的轴向分量， 岩石体的法向应力、 内摩擦角、 粘聚力， 以及锚杆安装角、 锚杆的截面面积， 计算让剪型锚杆锚固下结构面的抗 剪强度。 2.根据权利要求1所述的让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度计算方法， 其特征在于， 所述锚杆受压侧岩体沿长度方向的反力集度根据让剪型锚杆 的直径以及岩石体的反力系 数、 抗压强度进行计算， 具体如下： pu＝kσcD 上式中： pu为锚杆受压侧岩体沿长度方向的反力集度， k为岩石体的反力系数， σc为岩石 体的抗压强度， D为锚杆的直径。 3.根据权利要求1所述的让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度计算方法， 其特征在于， 所述让剪型锚杆受力的轴向分量按以下公式进行计算： 在上式中： N0为让剪型锚杆受力的轴向分量， 为锚杆变形点处的转角， Q0为初始剪切 力， D为锚杆的直径， pu为锚杆受压侧岩体沿长度方向的反力集度。 4.根据权利要求1所述的让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度计算方法， 其特征在于， 所述拉剪屈服强度计算 值按以下公式进行计算： 在上式中： Sσ el为让剪型锚杆的拉剪屈服强度计算值， N0为锚杆受力的轴向分量， Am为锚 杆的截面 面积， Q0为初始剪切力。 5.根据权利要求1所述的让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度计算方法， 其特征在于， 所述弯曲屈服强度计算 值按以下公式进行计算：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114091158 A 2在上式中： Bσ el为让剪型锚杆的弯曲屈服强度计算值， N0为锚杆受力的轴向分量， MA为锚 杆在变形点A点处的弯 矩值， W为锚杆抗弯横截面模量； Am为锚杆的截面 面积。 6.根据权利要求1所述的让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度计算方法， 其特征在于， 计算锚杆发生屈服破坏时所承受的剪切力、 锚杆受力的轴向分量， 包括： 若锚杆屈服强度计算值大于锚杆屈服强度实 际值， 则锚杆已发生屈服破坏； 可得到锚 杆被破坏时承受的剪切力和锚杆受力的轴向分量； 若锚杆屈服强度计算值小于锚杆屈服强度实 际值， 则锚杆未发生屈服破坏； 在初始剪 切力上增加数值为 △Q0的剪切力， 然后计算新的锚杆屈服强度计算值， 再与锚杆屈服强度 实际值重新比较， 直至锚杆发生屈服破坏； 当让剪型锚杆发生屈服破坏时， 可得到此时锚杆 被破坏时承受的剪切力和锚杆受力的轴向分量。 7.根据权利要求1所述的让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度计算方法， 其特征在于， 所述让剪型锚杆锚固下 结构面的抗剪强度按以下公式进行计算： τ ＝ τt+τN+τQ 在上式中， τt为结构面层间的天然抗剪强度， τN为锚杆受力轴向分量提供的抗剪强度， τQ为锚杆所受剪切力提供的抗剪强度。 8.根据权利要求7所述的让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度计算方法， 其特征在于， 所述锚杆受力轴向分量 提供的抗剪强度按以下公式进行计算： 在上式中， τN为锚杆受力轴向分量提供的抗剪 强度， N1为发生屈服破坏时锚杆受力的轴 向分量， α 为锚杆安装角， 为岩石体结构面的内摩擦角， Am为锚杆的截面 面积。 9.根据权利要求7所述的让剪型锚杆锚固下结构面的抗剪强度计算方法， 其特征在于， 所述锚杆 所受剪切力提供的抗剪强度按以下公式进行计算： 在上式中， τQ为锚杆所受剪切力提供的抗剪 强度， Q1为发生屈服破坏时锚杆承受的剪切 力， α 为锚杆安装角， 为结构面的内摩擦角， Am为锚杆的截面 面积。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114091158 A 3