新型预应力锚拉式桩板墙的弹性约束地基系数法

预应力锚拉式桩板墙是在桩板墙及锚拉抗滑桩基础上发展起来的一种新型文档结构。基于结构矩阵方法，结合工作特点，考虑了锚索的弹性约束、填土土压力随位移的变化关系、锁口处位移和内力的连续条件，计入了桩锚固段变形对桩位移和内力的影响，分别导出了锚固段及受荷段的刚度矩阵，编制了相应的计算程序，计算了墙面桩的位移、弯矩、锚固段应力及应变、锚索拉力等。所得结果与其他方法相比，有较好的规律性和可比性，可供相关工程参考和借鉴。     

某高速公路锚索桩板墙原型测试与分析

对设有两排锚索的桩板墙进行现场原型试验,测试了桩身钢筋应力、变形及锚索拉力。将锚索张拉工况记为BI,BII,并以BI,BII为分界点将填方过程划分为3个工况:AI,AII,AIII。测试数据显示:①在AI工况,桩处于悬臂状态,在填土土压力作用下桩身产生了所有工况中的最大弯矩和大部分桩顶位移,可见工况的设置对桩的受力影响较大,最不利工况可能出现在AI工况或其他中间工况;②BI工况下排锚索张拉完成时桩的弯矩和变形减小的幅度不大,锚索拉力对减小填土已产生的弯矩和变形作用不明显,为使桩受力更合理应尽早对锚索张拉;③AII工况填土引起锁口以上桩身弯矩的增速和AI工况相比明显减小,BII工况在下排锚索处弯矩减小幅度最大;④AIII工况填土主要引起上排锚索位置附近的弯矩变化。结果表明:桩的内力及变形受施工工况影响较大,进行锚索桩板墙设计时,应对工况进行优化并检算;为保证施工期间结构的安全,应对施工工序应进行明确规定。     

新型预应力锚拉式桩板墙的三维有限元计算分析

在平均坡角为30°的山区岩坡上,要求在40m宽的平台铺设三线铁轨,经过重力挡墙及架桥等方案比较,选择了新型预应力锚拉式桩板墙的结构。对该结构进行了室内地质力学模型试验,现场原位观测,二、三维有限元分析及地基约束系数法分析。对一个三维有限元程序进行了改进,计算了墙面桩的位移、内力和变形,锚固段的位移和应力,填土的土压力,锚索的拉力等。与其他方法相比,所介绍的计算结果更具合理性,为工程设计施工提供了可靠数据,也可供相关工程借鉴。     

预留土和桩锚结构联合支护下基坑的力学性状

桩锚结构在基坑支护中应用广泛,但在其设计计算时往往以经验为准,存在一定的盲目性和不确定性。依托在建工程,通过数值模拟分析了预留土作用下桩锚结构设计参数的变化对基坑力学性状的影响。结果表明：基坑支护桩的最大水平位移发生在桩顶,桩底的位移非常小;基坑周边地表沉降呈槽形分布,最大沉降在距离基坑边缘5 m左右的位置;弯矩分布曲线沿桩身有2个峰值点,峰值点大概位于桩顶以下3 m和10 m处;当锚索锚固角为15°时,桩身水平位移和弯矩、基坑周边地表沉降都比较小;锚索锚固点距离桩顶越远,桩身水平位移、基坑周边地表沉降越大;当预应力大于200 kN后,桩身水平位移和弯矩、基坑周边地表沉降几乎不再减小。     

地基工程框架锚索加固抗滑桩试验研究

文中结合志丹压气站施工实践,分析了框架锚索预应力、抗滑桩宽度和柱距对桩受力和变形特性的影响。结果表明,随着桩宽的增加,桩宽40mm的最大土压力分别比桩宽32mm和27mm的最大土压力高出17.3%和22.1%。当锚索拉力在1 200～1 600 kN时,桩身位移较小,应力分布较为均衡。当张拉力为1 400 kN时,桩身锚固点与自由段底部最大正负剪应力之差约为最大剪应力的27%,桩身最大位移仅为5.5 mm,远小于预应力框架锚索的一般弹性变形范围。     

软土场地桩锚支护结构工作状态试验分析

以软土场地中桩锚支护结构为研究对象,其中锚索自由段位于软土层,锚固段位于粘土层。结合现场实测数据与数值模拟方法分析了软土基坑桩锚支护结构的工作性状,结果显示:在软土场地中,锚索试验状态与实际工作状态存在差别,即实际工作中锚索还承受径向的土压力。锚索锚固段的轴力分布有别于岩石锚索,即软土中锚索锚固段整体受力。在实际工作状态中由于锚索的受力特征,桩锚结构存在转动现象,这一现象将加剧基坑的变形。     

高边坡桩锚支护结构中锚索拉力实测与分析

为了解高边坡桩锚支护结构中预应力锚索的工作性能,对长沙市圭香路边坡进行了长期的原位监测。提出了锚索预应力损失的处理对策,分析了锚索拉力的动态变化规律以及水平位移随时间的变化规律,探讨了锚索拉力同水平位移的相关关系,得出预应力锚索对水平位移控制的关键性作用,指出水平位移还受到土体物理力学性质、桩的刚度、地下水等的影响,高边坡桩锚支护结构的设计计算,应体现坡体非均质、非线性变形特点。     

加筋土挡墙后设置EPS的组合支挡结构数值模拟

采用FLAC 3D建立了加筋土挡墙加筋区域后设置/不设置EPS板的组合支挡结构数值模型,对比分析了2种方案下组合支挡结构的墙背土压力、墙面水平位移、桩身水平位移、桩身弯矩及路面沉降,重点探讨了EPS板厚度和弹性模量的影响。研究结果表明:设置EPS板能有效降低组合支挡结构的墙背土压力、墙面水平位移、桩身水平位移和桩身弯矩,但竖向荷载作用下的顶面差异沉降显著增大;竖向荷载作用下,随EPS板厚度增加或弹性模量减小,组合支挡结构的受力和变形均明显减小,但顶面差异沉降近似线性增大;实际工程中,可通过降低EPS板的高度并延长加筋土挡墙的上部筋材,使之跨过EPS板顶部,或者将EPS板设置于可避开竖向荷载直接作用的位置来减小顶面差异沉降。     

预应力锚索桩板墙的地震响应及影响参数研究

汶川地震震害调查表明,使用预应力锚索的桩板墙变形协调性更好,抗震性能提高,但目前在预应力锚索桩板墙的抗震设计理论研究方面仍比较落后。本文利用FLAC^3D对预应力锚索桩板墙的地震响应特征进行了研究,包括桩身土压力分布、桩身变位及锚索内锚段应力的动力响应特性等,并通过改变地震动参数、材料参数和结构设计参数,进行了多种工况的分析,系统研究了影响参数对桩-土-锚动力耦合相互作用规律的影响。通过对FLAC^3D的数据分析,其研究结果表明:锚索限制了桩板墙结构的运动,墙后土压力在锚索附近显著增大;桩前基础表面的土体易损坏,因此,应高度重视桩前位置,这对抗震设计有积极影响;随着内聚力和内摩擦角的增大,桩的位移、应力和锚固轴力等减小;锚索存在临界有效锚固长度,在临界范围内,通过减小桩间距来提高加固效果并不明显。研究成果加强了对预应力锚索桩板墙抗震表现的认识,也为深化抗震机理研究提供了可靠的依据。     

微型桩-锚组合新结构抗滑特性的数值分析

针对微型桩加固滑坡时容易出现侧向变形的缺陷,笔者基于综合排桩刚架结构与拉锚式挡土结构形式优点的研发思路,提出了一种微型桩-锚组合抗滑新结构。利用FLAC^3D分析了新结构的变形与受力特性,并与传统刚架式微型桩结构进行了比较。结果表明:相比普通刚架式结构,新结构加固后的边坡位移场和桩顶水平位移明显减小,其加固效果和抗滑能力更优;斜向预应力锚索增强了微型桩的侧向刚度,结构变形曲线相对平缓;桩体弯矩、剪力分布相对均匀,发挥了结构的整体受荷能力,且峰值有所降低;除抗弯和抗剪作用外,微型桩还起到轴向作用,尤其是顺坡桩侧摩阻力作用明显;锚索拉力随边坡变形累积而逐渐增大,可以利用稳定地层的自承能力分担部分滑坡荷载;由于锚索预应力的主动施加,结构对桩后土体起到预加固作用,系梁附近桩侧土压力明显增大。研究结果可为该新结构的设计提供一定理论依据。     

小湾电站堆积体边坡锚固响应规律数值模拟实验

为探讨堆积体边坡的锚固响应规律,运用数值模拟方法来分析群锚作用下堆积体边坡的压、拉应力分布规律.模拟结果显示,群锚作用下,在锚墩周边的岩体中形成的压应力集中区相互叠加,自由段末端、内锚段始端部位的压、拉应力区域也互相叠加,这种拉应力区的联合可能对锚固不利.此外,锚索间、排距以4～5m较为合适,堆积体边坡的岩体变形主要集中在锚索周边2m范围内.     

吊脚桩基坑支护设计——以山东临沂市中汇大厦基坑为例

二元岩土结构的基坑支护常采用吊脚桩+锚索支护结构,在岩肩宽度不足条件下,合理确定等效锁脚锚索锚固力是最关键的因素。数值法分析计算锚固力虽然可行,但不是一般工程技术人员易于掌握的。以山东临沂市中汇大厦基坑为例,通过对土反力合力、支护桩弯矩沿嵌固深度的轨迹来确定锚固力,方法易行,结果可靠,计算的锁脚锚索锚固力大小确定,没有人工干预造成的不确定性,对吊脚桩支护设计具用实用性。     

浅谈岩土预应力锚索孔道水泥灌浆的质量控制

岩土预应力锚固技术遍及土木工程的各个领域,如边坡、坝体、桥梁等。而岩土预应力锚索周围介质多为岩体和土体,环境条件比较复杂,高拉应力作用下的锚索腐蚀断裂,是威胁预锚使用寿命的主要因素。本文结合拉力型粘结式预应力锚索浅析岩土预锚从施工准备、成孔、锚索制作与安装、孔道灌浆的全过程对孔道水泥灌浆的影响因素和各环节质量控制,以确保孔道水泥灌浆的质量,为锚索提供可靠的锚固力和防腐蚀保障。     

无粘结锚索的应用和对其永久性的担忧

上世纪80年代初,锚索加固工程要求安装观测锚索,大变形岩体的加固要用无粘结锚索,工程需要催生了国内的无粘结锚索。当时还没有无粘结钢绞线,只能用光面钢绞线自制,因此,无粘结锚索很不规范。90年代初国内水电建设引进了无粘结锚索的规范结构和施工工艺,并迅速得到推广。然而,在工程应用中过于简化,把双层隔离层改为单层,把充满并可随时补充防锈油脂的防护帽用混凝土或水泥砂浆替代,永久性难以保证,给工程的安全埋下隐患。无粘结锚索的钢绞线不与围岩粘结,锚索对岩体的加固完全依赖其拉力,锚索的拉力又仅仅依靠夹片对钢绞线的夹持力,在上百年的高应力作用下,夹片及其夹持的那段钢绞线产生了徐变和锈蚀,必将减小锚索对岩体的支护力。在用无粘结锚索加固的公路边坡中,因雨水冲动格构下的风化石和泥土,锚索失去了拉力,边坡缺少支护力而失事的工程已不止一例     

基坑锚索预应力损失规律及分步张拉控制措施研究

针对基坑工程中锚索预应力损失的特殊性,采用现场试验的方法,对分级张拉直至破坏过程中锚索锚固体上剪应力的分布特征以及不同张拉荷载、循环加卸载下锚索预应力的损失规律进行了分析;结合工程实例建立数值模型,分析了锚索预应力在基坑分步开挖过程中的变化规律,并对一次张拉和分步张拉两种方案下支护桩的位移和弯矩变化进行了对比分析。结果表明:锚索锚固体前端的脱黏滑移是锚索初期张拉锁定损失的重要原因,张拉荷载越小、循环张拉次数越多,锚索的初期损失率越低;对于多排锚索支护桩,上排锚索预应力会因下排锚索施加而减小,而在整个开挖过程中,锚索预应力呈现波动增大的趋势;通过采取分步张拉控制措施,锚索预应力的张拉锁定及开挖损失均得以明显改善,支护桩在开挖过程中的受力和变形更趋合理,该控制措施可为类似基坑工程的施工提供借鉴。     

对我国岩土预应力锚索防腐措施和标准的探讨

岩土预应力锚索的防腐至关重要,一旦发生应力腐蚀将有可能产生致命破坏。我国很多工程对施加锚固力较为重视,对锚索的腐蚀破坏与防腐缺乏认识。本文论述了岩土预应力锚索的腐蚀机理和特点,比较了国内外岩土锚固规范防腐要求的差别,在此基础上,提出了适用我国锚固工程特点的岩土预应力锚索防腐建议。     

锚索预应力变化影响因素及模型研究

 岩土体在预应力锚索作用下的压缩变形、锚索自身松弛、周围环境条件的变化等都能引起预应力的变动或损失,这种变化对加固效果和岩土体的稳定性具有十分重要的影响。在综合分析锚索预应力阶段变化特点的基础上,将影响锚索预应力变化的因素归结为可补救、长期作用和周期波动三类,并分别进行了定量和定性分析。根据岩土材料蠕变特性和金属材料松弛特性,采用四参数组合模型反映其相互作用影响。通过实际工程现场长期监测数据,验证了模型的合理性,并建立了考虑波动因素的预应力长期变化峰值预测公式,以用于分析预应力锚固工程的长期稳定性。     

A modified deformation coordination model for calculating the internal force of anchored piles

Anchored piles are an important combined supporting structure and widely used in landslide prevention and control. The calculation of the internal force of a pile-anchor is highly significant. In this paper, we propose a modified deformation coordination model to more accurately calculate the internal force of anchored piles based on a simple analysis model originally developed by (Qu et al. 2016). In the modified deformation coordination model, the pile-anchor interaction is divided into two stages: (1) prestressed anchor cable application stage; and (2) landslide thrust action stage. The anchor cable deformation is taken as the sum of the free section and anchorage section. A deformation coordination equation is established based on the unification of the horizontal pile displacement and anchor cable deformation at the junction of the pile and anchor cable. The anchor cable tensile stress calculation formula is then obtained by combining the virtual work principle and graph multiplication theory in structural mechanics. An engineering case study of a pile with double-row anchor cables is tested to compare the results obtained using the traditional model and Chinese codes, which demonstrates the capability of the proposed model to calculate the internal force of anchored piles.