Page 160 - 《爆炸与冲击》2025年第6期

第 45 卷 单仁亮，等： 加载速率对ACC结构抗剪性能的影响 第 6 期

下，锚索和 ACC 结构的荷载-位移曲线在强化阶段和损伤阶段均出现波动。强化阶段的第一次跌落，是
因为混凝土试块受到内部支护构件的反力作用而发生劈裂破坏；随着剪切荷载的不断增加，受外部剪切
盒的约束，劈裂破坏部分继续承受内部支护构件的反作用力，从而进一步压缩破坏和剥落，曲线出现波
动。损伤阶段的曲线波动，是组成锚索的钢丝结构在剪切荷载作用下依次断裂的结果。由于 ACC 结构
中的钢丝外部添加了 C 形管，C 形管中坚硬平滑的内、外表面直接与锚索及岩体接触，避免了螺旋状锚
索表面与混凝土试块直接接触，降低了应力集中效应，因此，相较于锚索结构，ACC 结构的荷载-位移曲
线在强化阶段的波动较弱。

500 350

v=2 mm/min Concrete splitting and
v=10 mm/min plastic damage-induced
v=20 mm/min 300
400 v=30 mm/min spalling
v=40 mm/min 250 Steel wires break in
sequence
Shear load/kN 300 Axial load/kN 200
150
200
100 v=2 mm/min
100 v=10 mm/min
Concrete splitting and Steel wires break 50 v=20 mm/min
v=30 mm/min
plastic damage-induced in sequence v=40 mm/min
spalling
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100
Shear displacement/mm Shear displacement/mm
(a) Anchor cable, shear load (b) Anchor cable, axial load

700 350
v=2 mm/min v=2 mm/min
v=10 mm/min v=10 mm/min
600 v=20 mm/min 300 v=20 mm/min
v=30 mm/min
v=30 mm/min v=40 mm/min
500 v=40 mm/min 250
Shear load/kN 400 Axial load/kN 200 Concrete splitting and plastic
300
150
damage-induced spalling
200 Steel wires break 100
in sequence Steel wires break
100 50 in sequence
Concrete splitting and plastic
damage-induced spalling
0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100
Shear displacement/mm Shear displacement/mm
(c) ACC, shear load (d) ACC, axial load
图 3 支护结构的剪切荷载和轴向荷载随剪切位移的变化
Fig. 3 Shear and axial loads of support structures varied with shear displacement

表 3 为 2 种结构在 5 种不同加载速率下的峰值荷载和破断位移。以准静态（加载速率为 2 mm/min）
为基准，对比支护结构的抗剪性能。在 4 种中等加载速率条件下，锚索的峰值剪切荷载降幅最大可达
27.75%，破断位移降幅最大可达 45.35%。而 ACC 结构的峰值剪切荷载降幅最大可达 21.96%，破断位移
降幅最大可达 16.34%，抗剪性能显著强于锚索。由图 4 可知，随着加载速率的升高，以 20 mm/min 为分
界点，锚索和 ACC 结构的峰值剪切荷载呈现出先降低后升高的趋势。中等加载速率下，与锚索相比，
ACC 结 构 的 抗 剪 承 载 能 力 较 强 ； 加 载 速 率 为 20 mm/min 时 ， ACC 结 构 的 峰 值 剪 切 荷 载 为 锚 索 的

1.63 倍。加载速率为 40 mm/min 时，ACC 结构的峰值剪切荷载与准静态条件下持平，而锚索结构的峰值
剪切荷载则仅约为静载条件下的 85.78%。ACC 结构的拉剪复合承载力优于锚索。

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