黏土层中预应力锚索锚固段剪应力分布的试验研究

通过两种差异较大的粘土层中预应力锚索现场试验,探讨了黏性土中预应力锚索锚固段剪应力的具体分布形式及其主要影响因素。试验结果表明,(1)锚固段剪应力并非均匀分布,而是呈单峰曲线形式;(2)土质越好,张拉荷载越大,锚固段剪应力峰值现象越明显。在相同土质条件,同样的张拉荷载作用下,锚索锚固段越短,剪应力分布峰值现象越明显;(3)极限状态下,锚固段剪应力峰值位置至锚固段起始点的距离和锚固段长度的比值在0.5左右,这也是土层预应力锚索锚固段主要受荷区域;(4)界面极限平均粘结强度受土质条件和锚固段长度的共同影响,设计中对于极限平均粘结强度的取值应灵活调整。研究为类似土质条件下的预应力锚索设计提供了一定的参考。     

黄土地层下预应力锚索荷载传递规律的试验研究

在已有理论推导的基础上,基于现场拉拔试验,分析锚固长度、拉拔荷载及锚索体直径对预应力锚索在特定黄土地层条件下荷载传递规律的影响。分析结果表明:(1)预应力锚索的有效锚固长度以6～8m最为合理,过短不利于锚索极限承载力的充分发挥,过长则易造成锚索材料的浪费;(2)锚索轴力随拉拔荷载增大不断向锚固段远端传递且越来越小,其峰值则不断增大且向远端偏移,该现象与锚固段前端锚索体所受轴力超过其屈服极限而产生局部塑性破坏有关;(3)土体及锚固体具有明显的非均质性和非线性,使得浆体与土层间存在相对薄弱或非连续界面。当拉拔荷载级别增大至一定量值时,这些弱面上即发生锚固力跳跃分布现象;(4)在工程实践中,锚固力分布曲线的始点与锚固段端口并不完全重合,而是相对纵轴均存在不同程度的偏移,导致发挥实际锚固作用的锚固段长度往往较理论设计的偏短;(5)在黄土地层下,部分预应力锚索极限承载力随其直径增加而线性增长,增长系数约为1.1,而与锚索有效锚固长度无关。所得结果为黄土地区锚索支护工程的设计和施工提供参考依据,具有一定的理论和实用价值。     

拉力型和压力型自由式锚索现场拉拔试验研究

通过现场拉拔试验的方法,给出岩质边坡体内拉力型和压力型自由式锚索注浆体与孔壁间的剪应力分布曲线及拉力型锚索钢绞线与注浆体间剪应力分布曲线,获得剪应力沿锚固段长度的分布规律。试验结果表明,对于拉力型锚索,注浆体与孔壁间的剪应力峰值要小于注浆体与钢绞线间的峰值,但剪应力分布长度要长,峰值剪应力出现点后移;无论是何种自由式锚索,剪应力在注浆体与孔壁间的分布都是很不均匀的,峰值剪应力在锚固段出现的部位不同。在相同的荷载作用下,压力型锚索的剪应力峰值大,分布长度短,衰减快。随着锚索荷载的增大,拉力型锚索锚固段的有效长度增加明显,而压力型锚索剪应力峰值增加明显。拉力型锚索的承载力是一定的,当需要提供较小的锚固力时,常采用该种型式的锚索,其施工关键是要保证注浆体的长度;压力型锚索的承载力与承压锚固段分级的数量成正比,当需要提供较大的锚固力时,需采用压力分散型的锚索,其施工关键是要保证注浆体的饱满程度,避免注浆体的收缩。     

风化砂岩中压力型锚索锚固机理的拟静力分析

为更加精确地研究地震作用下风化砂岩中压力型锚索的锚固机理,根据集中力荷载作用在横观各向同性无限空间体内的应力解,结合拟静力简化方法推导出了圆形均布荷载作用下压力型锚索体系中锚索孔内砂浆体等效压应力解和锚固段砂浆与砂岩接触界面等效剪应力解,分析了砂岩弹性模量、泊松比、地震烈度、预应力荷载、承压板半径、锚索孔半径等因素对压力型锚索锚固效果的影响。研究结果表明:弹性模量、地震烈度、预应力荷载、承压板半径与等效应力分布曲线和应力峰值之间存在正相关关系;锚索孔半径与等效应力分布曲线和应力峰值之间存在负相关关系;砂岩泊松比与等效压应力分布曲线和压应力峰值之间存在正相关关系,但与等效剪应力分布曲线和剪应力峰值之间存在负相关关系。研究结果丰富了压力型锚索的锚固机理内容,可为实际工程加固边坡的抗震设计提供参考。     

胶结式预应力锚索锚固段荷载传递特性研究

在边坡工程中大量使用胶结式预应力锚索，但对其作用机制方面研究还很少，特别是关于锚固段的荷载传递特性还存在很多模糊认识。为此，以胶结预应力锚索锚固段与围岩体界面特性、锚固段极限黏结强度以及侧阻力分布规律为基础，给出预应力锚索锚固段合理长度的计算方法，研究岩体特性、灌浆材料特性、束体材料以及三者之间相对刚度等因素对预应力锚索锚固段荷载传递特性的影响等机制问题，为合理进行预应力锚索设计提供了依据。     

压力分散型锚索在高边坡加固中的施工控制

压力分散型锚是近年来发展的一项新技术,克服了拉力型预应力锚索承载力与锚固段长度非线性增长、粘结应力峰值突出、防腐性能较差等性能缺陷,形成了具有独特传力机制和良好工作性能的单孔复合锚固体系,其采用独特的结构构造和施工工艺,将锚索锚固段受到的集中拉力分散为几个较小的压力区,分部段作用于较短的锚固体上,使锚固体与周围岩土的粘结应力峰值大幅降低并较均匀地分散到整个锚固段长度上,从根本上充分发挥了岩土的抗剪强度,显著地提高了锚索的承载能力,因为压力分散型预应力锚索的灌浆体由受拉改为受压状态,灌浆体不易开裂,有利于锚索体防水、防腐。本文就此项技术在工程施工中的关键工序控制作一些探讨。     

压力分散型锚索在高边坡加固中的施工控制

压力分散型锚是近年来发展的一项新技术,克服了拉力型预应力锚索承载力与锚固段长度非线性增长、粘结应力峰值突出、防腐性能较差等性能缺陷,形成了具有独特传力机制和良好工作性能的单孔复合锚固体系,其采用独特的结构构造和施工工艺,将锚索锚固段受到的集中拉力分散为几个较小的压力区,分部段作用于较短的锚固体上,使锚固体与周围岩土的粘结应力峰值大幅降低并较均匀地分散到整个锚固段长度上,从根本上充分发挥了岩土的抗剪强度,显著地提高了锚索的承载能力,因为压力分散型预应力锚索的灌浆体由受拉改为受压状态,灌浆体不易开裂,有利于锚索体防水、防腐.本文就此项技术在工程施工中的关键工序控制作一些探讨.     

压力分散型锚索设计中应考虑的几个问题

 在分析压力分散型锚索锚固机制的基础上,提出该类锚索设计中应考虑的3个问题,即单元锚固段长度的计算问题、承压板处浆体的变形问题和工后坡体变形引起钢绞线的不均匀荷载问题,认为该类锚索较拉力型锚索的锚固力有所提高,是因为浆体受压时径向的膨胀变形受到岩土体约束,岩土体越坚硬约束作用越强,锚固力提高值越多,反之则小。由此提出物理概念清楚、计算简单的单元锚固段长度计算公式。按照承压板处浆体的变形特征,提出变形量的计算公式,由此可进行浆体的变形验算。为消除工后坡体变形引起钢绞线的荷载不均匀问题,建议采用基于工后允许位移的张拉法,给出详细张拉顺序和计算公式。     

小湾水电站预应力锚索锚固段应力分布规律的现场试验研究

小湾水电站边坡开挖高陡,地质条件复杂,大部分边坡需用预应力锚索锚固来维持稳定。为保证锚固质量,优化锚固段长度,对设计轴力为1 800kN的普通拉力型、拉力分散型、自由式拉压复合型的预应力锚索锚固段应力分布进行现场试验研究,得到锚索锚固段应力分布规律,给出了适合小湾地质条件各类型锚索相对合理的锚固段长度,并根据试验结果分析了这3种类型锚索各自的特点。     

适用于软岩边坡加固的压力分散型预应力锚索锚固机理研究

利用有限差分程序FLAC对压力分散型预应力锚索的锚固机理进行了研究。和拉力集中型锚索相比,压力分散型锚索有以下优点:锚固段浆体轴力峰值仅为拉力集中型的1/n(n为承载体的数量)且为受压状态;剪力峰值较小且能较均匀地分布于整个锚固长度上;可以提供较大的锚固力。这些特点说明压力分散型锚索更适用于软岩边坡的加固,增加承载体的数量是提高压力分散型锚索锚固力、改善其受力状态的有效途径。     

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。     

压力分散型锚索非均匀剪应力设计方法

目前的研究已经认识到预应力锚索（杆）锚固段剪应力沿长度分布并不是均匀的,非均匀剪应力设计方法是预应力锚索设计的发展方向,但设计中仍采用均匀剪应力的设计方法,其原因在于没有建立起广泛认可的剪应力分布模式和计算方法。压力分散型锚索承载力高,锚固段剪应力分布更为集中,采用非均匀剪应力设计方法对于压力分散型锚索进行设计的必要性更为显著。根据3组室内足尺模型试验测得的锚固段剪应力分布规律,采用数值计算方法进行多因素影响计算,分析了压力分散型锚索锚固段注浆体与围岩界面剪应力分布特征,总结出2种分布模式,并确定了分布模式曲线的关键参数。根据所提出的2种分布模式进行公式推导,建立了压力分散型锚索非均匀剪应力设计方法,采用该方法计算得到的结果可以很好的与数值计算及模型试验结果相吻合。     

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。     

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。     

富水砂加卵石双地层锚索现场试验及数值模拟

以锚拉地连墙为支护形式的基坑工程项目为背景,研究了锚固段穿越富水砂加卵石双地层条件下预应力锚索的锚固性能、传力机理、设计计算及优化方法。首先,通过锚索现场拉拔试验发现富水砂加卵石双地层可以提供较好的锚固力,成孔和注浆工效良好。然后,通过调整FLAC^3D中的cable单元的浆体粘结力参数逼近现场试验结果,得到锚固段与砂层与卵石层间的极限粘结强度建议值分别为30 kPa和200 kPa;与锚索传力机理理论解析方法相比,FLAC^3D中cable单元包含12项参数,可以更加全面地考虑多项影响因素,而且可以反映剪应力峰值随锚固段前端屈服向内部转移的动态过程。最后,通过FLAC^3D调整锚固段长度与设置位置达到优化锚索设计的作用。     

节理裂隙岩质边坡预应力锚索锚固监测与机理研究

根据预应力锚索在三峡工程节理裂隙岩石边坡中的安装和监测结果，给出了预应力锚索实际变形量与理论伸长量之间的关系，指出了预应力锚索锚固后锚固预应力的变化过程与特性，分析了预应力锚索锚固机理及影响锚固效果的因素。     

预应力锚索锚固力损失与岩土体蠕变耦合效应研究

因预应力锚索锚固力损失而导致锚固失效的工程事故屡屡发生,锚索锚固力损失与岩土体蠕变之间存在复杂的耦合效应关系,通过理论分析和模型研究,在岩土体常用流变模型基础上建立了基于应变相等的耦合效应计算模型,并进行了模型验证。建立二者之间的耦合效应模型,确立二者之间的计算关系式,为预应力锚固工程的设计、施工、安全运行管理以及锚固力损失的控制与补偿技术提供理论基础和技术手段。     

FRP筋大型粘结式群锚体系试验研究

本文开发了一种以超高性能水泥基材料活性粉末混凝土(RPC-Reactive Powder Concrete)作为粘结介质锚固多束碳纤维增强塑料(CFRP-Carbon Fiber Reinforced Polymer)预应力筋的粘结式锚固体系。制作了一组采用9根直径12.6mm的CFRP筋作为预应力筋的CFRP筋-锚具组装件GA12-9,通过张拉试验研究了其力学性能。试验中观测了多束筋材受力的不均匀特征,最终多束筋材发生粘结破坏。研究证明,群锚试件特有的不均匀性会降低其承载能力,研究确定了承载能力折减系数。同时,本文确定了适用于单根、多根CFRP筋粘结锚固体系的粘结强度以及临界锚固长度的预测公式,与试验结果吻合良好。研究证明,采用9根抗拉强度约2300MPa的带肋CFRP筋作为预应力筋,以强度为130MPa的RPC作为粘结介质,筋材间净距设置一倍筋直径,需要25倍筋材直径锚固长度能够提供其有效锚固。     

不同岩性条件下预应力锚索锚固力损失规律研究

There are many and complex factors that affect the anchoring effect of prestressed anchor cables, and each factor also affects each other. The loss of anchoring force is closely related to the properties of rock and soil. Through theoretical analysis, experimental research, numerical simulation, and other methods, the influence mechanism of creep deformation and compression deformation of rock and soil on anchoring force loss is studied. The law of prestressed anchor cable anchoring force loss caused by hard rock, weak rock, broken rock, and soil is studied. The research shows that the properties of rock and soil are different, The loss of anchoring force caused by prestressed anchor cables is also different: the better the quality of the rock and soil, the smaller the loss of anchoring force under the same initial anchoring force conditions. This research achievement can guide the design, construction, and operation management of anchoring engineering, which is beneficial for improving the economic and social benefits of anchoring engineering