声波在不同长度锚杆锚固体中传播规律研究

为了研究锚杆锚固质量声波反射法检测中的声波传播规律,制作了不同长度的锚杆实验模型,同时建立了与之对应的三维有限元数值模型,对锚固体中的动力响应问题进行了研究。实验检测结果与数值模拟结果都表明,随着锚杆长度的增加,响应波形趋于规则,底端反射波幅值逐渐减小,锚固体系中的固结波速也随之减小,反射波的能量衰减随之增大。通过对实验检测结果与数值模拟结果进行对比分析,得出了响应波形曲线随锚杆长度的变化规律,并获得了锚杆固结波速及反射波能量衰减与锚杆长度的关系。     

锚杆声波反射法质量检测的数值模拟分析

 为了研究锚杆声波反射法质量检测中的声波传播规律,建立了三维锚固系统模型,利用动力有限元分析了不同锚固状态下锚固系统的动力响应。围岩质量较好、砂浆密实时锚杆的加速度响应波形规则且衰减较快,砂浆密实度较差及存在局部缺陷时锚杆响应波形不规则,不同介质交界面处产生畸变。     

拉力型锚杆锚固体应力分布试验及数值模拟

锚杆锚固段界面剪应力分布规律是锚杆设计研究的重点,通过采用不同的锚固参数进行拉力型锚杆的拉拔试验,主要从灌浆体的配合比和锚固深度两方面研究了不同锚固参数下锚杆各界面剪应力分布情况,结果表明锚固系统各界面剪应力衰减过程包括沿杆体和垂直杆体两个正交方向的衰减,并非均匀分布。采用数值分析软件FLAC3D对影响拉力型锚杆锚固效果的参数进行数值分析,结果表明:在围岩体相同的情况下,灌浆体的弹性模量对锚固系统的锚固效果影响明显,增大灌浆体的弹性模量可以有效提高锚固系统的锚固效果;在围岩体相同的情况下,改变灌浆体的锚固长度对锚固系统锚固效果的影响不是很理想,锚杆的锚固承载力主要发生在锚杆的前端,采用增加锚固长度来提高锚固系统承载能力的方法是不可取的。     

超声波在锚杆锚固介质中的传播特性分析

通过对声波在固体介质中的普遍传播特征理论分析、结合模型实验和锚杆锚固质量反射波法实测波形特征的研究,对超声波在锚杆锚固介质中的传播特性进行了分析探讨。     

锚杆设计参数对堤防边坡稳定影响研究

锚杆是边坡工程常用的支护构件,而锚杆的设计参数对其锚固作用起到较大影响。通过对锚杆加固的边坡稳定性进行数值模拟分析,研究了锚杆长度、间距、倾角、锚固面积和锚固段长度等因素对边坡抗滑稳定安全系数的影响。结果表明:一定的锚杆倾角下,随着锚杆长度的增加,安全系数先增加后基本趋于稳定,存在有效锚固长度,且锚杆间距越大,锚杆最优锚固长度越小;一定的锚杆间距下,随着锚杆倾角的增大,安全系数先增加后减小,存在最优锚固角,且锚杆长度越大,锚杆最优锚固角越小;不同的锚固面积下,随着锚杆长间比的增大,安全系数呈现先基本不变后逐渐增大的规律,且锚固面积越大,临界最优锚杆长间比越大;随着锚固段长度的增加,边坡抗滑稳定安全系数先增大后基本保持不变,存在最优锚固段长度。     

拉力型锚杆锚固力学性能试验研究

对不同锚固深度、灌浆配合比、孔径的锚固体进行了拉拔试验。对锚固体的承载能力及破坏形态进行了深入分析,并利用实时采集数据分析了锚固体拉拔荷载下的P-S曲线。结果表明,锚固力的大小与锚固长度有关,但并不是成比例关系,当锚固长度达到一定值时,再进一步增加锚固长度对锚杆承载力的增加效果是有限的;锚杆承载力的大小与灌浆体的力学特性有关,具体表现为,在一定范围内通过提高灌浆体的强度有助于增大锚杆承载能力;锚杆锚固效果与锚孔孔径有一定的相关性,增大锚孔孔径在一定程度上有助于增大锚杆承载能力。     

含裂隙类岩材料疲劳损伤过程声学特性研究

采用单轴压缩等幅疲劳试验方式,对含预设裂隙的类岩模型试样、相应加锚模型试样及完整试样进行循环荷载试验,对试样进行实时超声波速、波形、时域波幅的测量及分析。结果表明:超声波速随裂隙倾角增大而减小,裂隙倾角0°试样波速最大,裂隙倾角90°试样波速最小;纵波波速随疲劳损伤的发展呈较明显的倒S形三阶段衰减规律,锚固试样波速衰减曲线比无锚杆试样平稳;波形在疲劳损伤过程中从近似半圆形逐渐发生畸变,波形相关系数随疲劳损伤累积呈下降趋势;时域幅值变化不稳定,锚固试样的时域幅值大于相同情况下无锚杆试样。更多还原     

基于双剪统一强度理论的岩质边坡最优锚固长度

目前对锚杆锚固长度的研究多基于传统摩尔库伦抗剪强度理论，忽略了中间主应力的影响。鉴于此，采用双剪统一强度理论，基于顺层岩质边坡模型建立不同岩层倾角条件下锚杆的最优锚固长度与锚固角模型。提出了最优锚固长度和锚固角的确定方法，并分析了锚固角和岩层倾角对最优锚固长度的影响。提出锚固界限角确定方法，当锚固角小于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而减小；当锚固角大于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而增大；最优锚固长度随锚固角的增加先下降后上升。将所提出的方法应用到某边坡，计算结果表明，利用提出的模型计算得到的锚固长度相比规范法减少约17.9%。     

基于应力波法的锚杆(索)锚固质量动力检测数值模拟研究

锚杆(索)大量应用于边坡工程加固,为保证锚杆(索)发挥作用,一般采用应力波法对其锚固质量进行检测,检测的2个主要指标是:锚杆(索)长度和缺陷段的位置。为此,在ANSYS/LS-DYNA中建立锚固体应力波动力分析模型,将小锤对锚杆(索)的敲击作用等效为小锤按一定激发速度v₀与锚杆(索)的碰撞,并在锚杆(索)端头断面中点采集应力波信号。经算例与理论研究成果对比,验证了数值模型的可行性,同时,分析了小锤弹性模量和激发速度v₀的取值对应力波信号的影响,研究了应力波法判别缺陷段位置的准确性,及对比了端头激发与端头和底端同时激发这2种方式在锚杆(索)质量检测中的适用性。研究结果表明:①小锤弹性模量的增大仅对初始应力波信号有增强作用,对经锚固体底端一次反射回的应力波信号影响不大,而小锤激发速度v₀的增大对初始和经锚固体底端一次反射回的应力波信号均有利,且与后者成线性比例关系;②应力波法对锚固体缺陷段位置的判别较为可靠,且缺陷段越饱满判别准确性越高; ③端头和底端同时激发方式缩短了反应锚固体断面变化处和底端位置的应力波信号时间,因而有利于工程应用。     

基于声波反射法的锚杆无损检测技术在水利工程中的应用

锚杆作为隧洞、边坡支护工程中的重要组成部分,其施工质量对工程安全性至关重要,因此,锚杆无损检测技术得到了快速发展。无损检测是对锚杆实施无损害或不改变其性能的检测方法,利用声波反射原理,通过波形分析锚杆长度及锚固饱满度。结合新疆某引水隧洞工程实例,归纳总结了典型锚杆的波形特点,并对施工质量进行评价,为工程质量监督提供重要手段。     

锚杆加固恩施大峡谷绝壁危岩的稳定性数值分析

以恩施大峡谷绝壁陡崖的锚杆危岩治理工程为例,采用有限元数值模拟的方法研究了降雨前后危岩以及不同锚杆的长度、入射角、数量、间距参数选择对危岩受力及变形情况,并综合评判其稳定性。结果表明:采用单根锚杆时,在锚杆超过推测滑动面后不受长度变化影响,而锚杆入射角越小,对其控制效果越好;在同一剖面上采用２根锚杆、锚杆间距为２．５ｍ时控制效果最好;在同一剖面上采用３根锚杆、锚杆间距为３．５ｍ和４．５ｍ时其控制效果基本一致;同一剖面上位置偏下的锚杆受应力更大,因而应加大下部位置锚杆承受应力的能力。     

橡胶坝设计中几个问题的探讨

通过对现行橡胶坝设计中传统螺栓压板式锚固系统、充排水系统及坝端布置模式的研究，运用对比分析的方法，经过反复计算提出采用双锚筋及用高强螺栓连接锚固垫板和压板的新型螺栓压板式锚固构件，并与传统锚固型式进行对比分析。提出等流量等压强的充排水系统以及直墙式与斜锚式相结合的坝端布置模式，减轻橡胶坝在充水时的振动摩擦，有利于高坝的升降，并能有效防止直墙式橡胶坝塌肩现象。     

充水式橡胶坝螺栓压板锚固技术的改进与应用

结合临沂市沂河小埠东橡胶坝工程实例 ,对目前国内充水式橡胶坝螺栓压板锚固方面存在的主要技术问题进行全面分析 .比较了橡胶坝上下游侧不同锚固受力条件 ,对锚栓直径及预埋长度进行改进 ,提出一次浇筑锚固件组合体、锚固件防锈蚀处理、锚固线上防渗漏处理等新技术措施 ,并应用于实际工程建设 ,取得较好的技术经济效果     

考虑通氧环境的预应力锚杆腐蚀损伤时变特征

预应力锚杆因出色的维稳能力及巨大的经济效益,在岩土锚固工程中扮演着重要角色.然而,预应力锚杆的长期性能常因周围恶劣岩土环境的腐蚀而不断退化.为了探究预应力锚杆在模拟岩土环境中的锈蚀机制,通过开展室内加速腐蚀试验,基于电化学阻抗谱及电化学极化曲线分析了处于弱酸、通氧条件下的预应力锚杆腐蚀损伤时变行为,以及该环境下预应力锚...     

大跨度开切眼安全监控与稳定性数值模拟分析

为解决大断面煤巷锚杆(索)支护存在的困难,以白羊岭煤矿101开切眼围岩控制工程为研究对象,进行超大断面破碎围岩顶板开切眼支护优化设计与安全监控研究,对锚杆(索)支护理论及巷道的失稳机理进行分析研究。针对101开切眼大跨度、大断面矩形巷道的特点,采用动态信息设计方法,分析巷道围岩稳定性的影响因素,制定101开切眼支护方案。应用大型有限元软件ANSYS对开切眼顶帮部在不同锚杆(索)间距、长度、单体支柱个数等支护参数条件下的变形及稳定性进行模拟分析,并对比支护前后巷道稳定性。研究结果表明101开切眼的合理支护方式为顶板采用锚杆(索)联合支护,锚杆间排距800 mm×800 mm,锚杆长度为2.0 m,单体液压支柱3根/排。在同类条件下,采用高强度锚杆(索)支护的煤巷,在回采期间的围岩变形量比采用普通锚杆支护少21.3%~42.5%;巷道围岩移近总量比锚喷网支护减少25.6%~43.0%,巷道支护效果收益明显。上述研究成果对大跨度、大断面破碎围岩顶板开切眼支护优化设计及施工提供了可靠依据,具有重要的工程应用价值。     

水利水电工程锚固支护监测布置优化分析

锚杆和锚索是工程边坡治理和地下工程开挖过程中最常用的支护措施之一。为反映支护结构受力情况,通常会选择一定数量的锚杆和锚索布置监测仪器,国内相关的4个规范对监测锚杆锚索布置数量和比例要求有一定差异。选取10座有代表性的大型水利水电工程进行监测布置研究,通过数理统计计算分析,提出监测仪器布置数量的合理建议。研究表明:锚杆锚索监测成果的代表性与所抽取的样本数关系密切,与总样本数及抽样比例无直接关系;被监测体样本的不均一性对抽样代表性影响显著;当抽样数<10时,随着抽样数的增加,抽样误差显著下降,抽样代表性显著增加;当抽样数>50时,抽样代表性增加不明显;考虑到采用大规模锚杆锚索支护时,各区域的地质条件和受力环境存在差异,其监测布置应结合地质条件和工程结构综合考虑,不宜统一规定相应的监测比例。     

不同支护参数下锚杆锚固效果的等效数值模拟研究

为了研究支护参数(锚杆长度,锚杆环向间距)对数值模拟中围岩等效岩性参数的影响,以宁波将军山隧道为研究对象,进行了不同支护参数下的隧道开挖和加载的模型试验,得到锚杆长度和锚杆间距的改变对隧道拱顶位移的影响规律。通过对模型试验进行数值反演分析,得到数值模拟中围岩等效岩性参数(弹性模量、黏聚力和内摩擦角)的变化规律,依此得到不同支护参数下锚杆锚固效果的等效数值模拟方法。结果表明:在数值分析中,锚杆长度每增加0.5m,锚固区岩体弹性模量提高约3%,黏聚力提高约0.8%,内摩擦角几乎不变;锚杆间距每减小0.5m,锚固区岩体弹性模量提高约17%,黏聚力提高4%~5%,内摩擦角提高约3.4%。     

三峡船闸锚杆工程技术经济分析

三峡船闸锚杆工程是船闸高边坡加固的主要工程措施之一，具有加固表层岩体和加固结构混凝土的双重作用．该船闸锚杆种类多，共完成各种锚杆180276根，其中高强锚杆、普通锚杆、锁口锚杆以及直立墙随机支护锚杆占80％．在此对该船闸锚杆工程措施进行了技术经济比较分析，结果表明，所采取的工程措施经济实用，效果良好．