南竹加筋复合锚杆加固土遗址研究

 南竹加筋复合锚杆是专门针对大体量土遗址加固设计的一种新型锚杆。通过试验证明,采用PS系列灌浆、南竹加筋复合锚杆加固土遗址符合文物保护的原则。当采用水泥砂浆作为灌浆材料时南竹加筋复合锚杆单位锚固力可采用30 kN/m,当采用PS-(F+C)浆液灌浆时单位锚固力可采用20 kN/m。南竹加筋复合锚杆加固土遗址时的薄弱界面是锚杆杆体与锚固体之间,水泥砂浆和PS-F灌浆材料的强度都可以满足南竹加筋复合锚杆锚固时的要求,水泥砂浆锚固体与锚杆杆体的黏结强度标准值为187 kPa,特征值为85 kPa;12%PS-F与粉煤灰锚固体与锚杆杆体的黏结强度标准值为114 kPa,特征值平均为52 kPa。     

玻璃钢螺旋锚用于稳定膨胀土渠坡的现场拉拔试验和锚筋的破坏形式

介绍了采用玻璃钢螺旋锚锚固河南省邓州市引丹灌区北干渠膨胀土渠道水上渠坡的混凝土框架梁节点和水下渠坡的混凝土板,联合土工格栅、土工泡沫(EPS)用于修复该渠道滑坡试验段(长50 m)的锚杆现场拉拔试验。无灌浆锚杆的拉拔力在30 kN以上(平均36 kN),灌浆锚杆的拉拔力在37 kN以上(平均45 kN)。分析了锚固参数如上覆土层厚度、锚杆钻进长度以及锚固后至拉拔前的时间间隔、灌浆锚杆拉拔时锚具附近锚筋的劈裂破坏等对玻璃钢螺旋锚抗拔力和拉拔位移的影响,并分析了锚固的土类对玻璃钢螺旋锚最大拉拔力的影响。最后通过试验中的观察,总结了玻璃钢锚筋常见的破坏形式。     

潮湿环境下土遗址加固保护的细竹制锚杆拉拔试验研究

潮湿环境下土遗址的保护一直是个难题。木质锚杆技术在加固西北干旱地区土遗址保护方面应用较多,而竹制锚杆在潮湿环境下土遗址保护的应用则鲜有报道。针对潮湿环境下土遗址出现的坑壁坍塌病害问题,探索用细竹制锚杆进行加固保护的适宜性。拉拔试验结果表明,细竹制锚杆的锚固力随锚固长度的增加而增加,且随土的稠度状态由硬塑状态到坚塑状态,锚固力亦随之增大。     

土工长丝锚杆加固土建筑遗址研究

土建筑遗址是古人留给我们的珍贵文化遗产,其破坏已十分严重。目前保护主要从化学和物理加固两方面考虑。与化学保护相比较,结构稳定性加固更是刻不容缓。结合新疆高昌故城土建筑遗址保护工程,将土工长丝这种新型锚杆应用于墙体加固,简要介绍了杆件材料的特点、性能和施工工艺,并对土坯墙体中的锚杆进行拉拔试验,从不同的影响因素上对锚杆承载力进行对比分析。试验结果表明,锚杆表面状态对锚固力的影响较大;锚杆的长度不宜太大,以0.8~1.5m为宜。对小型土建筑遗址墙体加固而言,土工长丝锚杆是一类优良的材料,具有技术先进、工艺新颖、施工方便、对文物本体破坏较小等特点,有广泛推广应用的价值。     

中国丝绸之路土遗址的病害及PS加固

 中国丝绸之路土遗址遗存种类多、类型全、赋存环境复杂,其主要病害按保存环境分为两类：露天土遗址,主要有风蚀、雨蚀和裂隙;室内土遗址,主要有污染、风化和裂隙。以吐鲁番交河故城为例,研究保护加固技术,通过对PS处理前后遗址土样的X–衍射分析、结晶度测定、扫描电镜和透射电镜等方法的分析测试,探讨PS加固土遗址的机制,提出以PS为加固材料,对土遗址防风蚀、雨蚀的化学加固方法;对裂隙和危土体提出锚固和裂隙灌浆联合使用的加固技术,尤其是楠竹加筋复合锚杆解决了大体量松软危土体的锚固问题;对掏蚀缺损部分提出夯补及土坯砌补等加固工艺和方法。这些加固措施,基本解决了干旱土遗址的主要问题,提出的加固措施具有较好的适用性和应用价值。     

搅拌水泥土锚杆作用机理及基坑支护工程应用

介绍了一种适用于软土地区的新型土层锚杆——搅拌水泥土锚杆,该锚杆可利用搅拌叶片对锚固体产生的压力提高锚固体与土体之间的黏结摩阻力,且钻杆及叶片作为加筋体与水泥土固结体共同形成锚固体。在试验场地进行了13根不同直径(250,300,350,400mm)锚杆与2根钢管式土钉抗拔对比试验,其长度均为12m。试验结果表明:搅拌水泥土锚杆的抗拔力特征值是土钉的1.6～1.9倍;在80kN荷载下,250mm锚杆平均位移较土钉小5.01mm,其工作性能明显优于土钉,且锚杆蠕变满足要求。搅拌水泥土锚杆在基坑支护工程应用结果表明:采用搅拌水泥土锚杆可以达到预期加固效果。     

夯土-水硬石灰与石英砂浆液-木锚杆锚固系统性能

运用室内物理模型试验和原位试验,对基于水硬石灰与石英砂浆液的木锚杆锚固系统在夯土介质中进行了拉拔测试与杆体-浆体界面应变监测,研究了该锚固系统的锚固性能与破坏模式、杆体-浆体界面剪应变分布与传递特征。试验结果表明,该锚固系统50 cm 锚固长度可以提供30～45 kN（室内）与16．2～19 kN（现场）的极限锚固力;锚固系统具有较强的延性;在加载进程中杆体-浆体界面的应力分布与传递特征具有单峰值或双峰值分布、界面应力向锚固末端传递、压应力出现在锚固段中末端等特征,表现出复杂的受力特性。研究结果表明,该锚固系统在结构形式和力学性能上适合于夯筑土遗址加固,并与遗址体具有较好的兼容性。     

锚固灌浆过程中及工后交河故城崖体的变形特征研究

 依托国内最大的土遗址加固工程——交河故城抢险加固工程,根据崖体破坏的特点,采用南瑞大坝全自动监测仪器连续高精度监测锚固灌浆过程中崖体的变形。通过监测数据的分析,发现灌浆对崖体扰动最大,锚固对崖体扰动较小,加固前后崖体的变形曲线特征对比证明锚固灌浆取得了成功的加固效果。研究结论为交河故城的整体科学保护提供依据,为类似土遗址加固工程锚固灌浆研究提供参考。     

经PS材料加固后遗址土体热传导性能的试验研究

 PS材料对西北干旱区土遗址具有良好的加固效果,能够大大提高遗址土体的力学强度和抗风蚀能力。为了探讨PS材料对土遗址土体热传导性能的影响作用,研制可测定土遗址土体热传导率的装置,使用新疆交河故城遗址现场的扰动土制做成土样,进行PS材料加固土样的热传导率测定试验及室内模型试验。结果表明,经PS材料加固后的土遗址土体具有热传导率减小的趋势,并且PS材料浓度越大,加固土体的热传导率越小。室内模型试验发现,当外界温度变化时,PS材料加固土体对温度变化的反应比未加固土体缓慢。这表明经PS材料加固后的土体,由于热传导率的降低,阻碍土体的热传导过程,具有能减缓温差所引起的物理风化作用,对研究西北干旱区土遗址的加固保护具有重要的意义。      

锚杆灌浆体与岩(土)体间的粘结强度

根据岩土锚固的有关试验资料,分析了影响锚杆灌浆体与岩土体间粘结强度的主要因素,提出了锚杆灌浆体与岩土体间粘结强度的建议值,并指出了锚杆受荷时,沿锚固段长度粘结应力分布的不均匀性,其不均匀程度随锚固段长度的增加而加剧。以往在计算锚杆抗拔力公式中对不同锚固长度的锚杆均采用单一的粘结强度值是不合理的,而应引入锚固长度对粘结强度的影响系数。     

压力分散型锚杆在某基础抗浮工程中的应用

为解决某地下车库基础抗浮问题,采用了压力分散型锚杆抗浮技术。通过锚杆极限承载力计算和锚杆结构设计,确定锚杆极限承载力为1300kN,锚杆的构造为在基础底板下土层内形成直径150mm、内设4个承载体、有效长度为23m的锚杆。本抗浮锚杆成孔采用泥浆护壁工艺,注浆采用常压注浆和二次高压注浆。通过现场试验研究,实测锚杆极限承载力大于设计值,为抗浮设计提供了合理依据。     

西北地区光伏支架微型抗拔类基础优化设计及试验研究

为了解决西北地区光伏支架基础的设计和应用问题,在传统抗拔类基础之上提出了微型锚杆复合桩。通过在西北某光伏电站砂砾石场地的现场足尺试验,由竖向位移观察装置及埋设在不同深度处的应力计对加载过程中各试桩的位移变形和轴力变化情况进行了全时动态监测,对比分析了传统抗拔基础和微型锚杆复合桩的承载特性及相关工程应用问题。结果表明:传统抗拔类基础的荷载 位移曲线形态因桩型不同而异,微型锚杆复合桩呈现缓变型;传统抗拔类基础的极限承载力普遍低于15 kN,而微型锚杆复合桩普遍高于60 kN,承载能力大幅度提高,但微型锚杆复合桩承载力随桩长提高方面存在临界长度（4 m）;微型锚杆复合桩抗拔承载特性优化参数分别从承载力、位移变形及复合优化效果3个方面定量表征了相近桩基尺寸下微型锚杆复合桩的优越抗拔工作性能;建议在西北砂砾石场地适度推广应用微型锚杆复合桩作为光伏支架抗拔基础,其中桩长设计可控制在4 m以内。     

楠竹加筋复合锚杆静力学性能试验研究

楠竹加筋复合锚杆是一种专门为土遗址加固而发明的新型锚杆,目前关于其力学性能研究尚不系统。本研究设计了单轴压缩试验、拉拔试验和三点弯曲试验,测试复合锚杆的静力学指标,分析锚杆的工作性能,为加固工程设计提供理论依据。压缩试验表明,径高比为1∶1和1∶2的复合锚杆试件的抗压强度分别是72.08MPa和43.48MPa,弹性模量分别是5.29GPa和5.25GPa。试件的压缩破坏形式是,带箍筋时发生散裂,不带箍筋时发生腰折破坏。拉拔试验表明,钢绞线受拉时复合锚杆内部界面上存在剪切应力峰,随着轴向荷载的逐渐增大,剪应力峰逐渐从邻近加载端向远离加载端的方向移动,平均最大剪切应力与锚杆长度呈指数关系。弯曲试验表明,复合锚杆试件弯曲过程中,内黏结剂与竹子界面剪切滑移变形大于钢绞线与内黏结剂界面的变形,过大的界面滑移和材料断裂是导致弯曲破坏的原因。研究认为,楠竹复合锚杆压缩强度较高,界面剪切强度较低,提高锚杆整体性能的措施包括增设端部锚定板、提高内黏结剂强度、提高钢绞线表面粗糙度等。建议锚杆吊装时宜多点捆绑,尽量保持直线状态,最大弯曲率不得超过2%。     

双锚固段新型锚索锚固机理数值分析及应用

为了探究双锚固段新型锚索的锚固机理,从结构形式入手,分析受力模式与设计计算方法,采用有限差分数值软件进行数值模拟,建立不同外锚固段长度、自由段长度及内锚固段长度双锚固段新型锚索数值模型。在外锚头段锚固力不断损失时,新型锚索三段长度变化对锚索各段轴力、灌浆体与孔壁之间接触面上的剪应力影响规律研究,并通过工程实例验证。研究结果表明:(1)当外锚头锚固力损失时,外锚固段轴力自外锚头处开始逐渐降低,外锚固段灌浆体与孔壁间剪应力自外锚头处开始逐渐发展;(2)将外锚头锁定的预应力进行卸载的过程中,量测内锚固段注浆体的应变基本保持稳定,表明外锚头施加的预应力已完全由外锚固段与孔壁间粘结力承担,避免了因外锚头失效导致的锚索预应力损失,整个锚固系统实现了反向自锁的功能;(3)外锚头锚固力损失相同时,外锚固段长度越短,自由段锚索轴力变化越大;(4)新型锚索自由段长度大4 m。研究结果对正确分析双锚固段新型锚索加固作用机理和锚固工程设计具有一定的参考价值。     

玻璃钢螺旋锚的现场拉拔试验

回顾了FRP螺旋锚的基本结构型式,介绍现场拉拔试验的设计,完成了无灌浆和灌浆FRP螺旋锚的现场拉拔试验。无灌浆锚杆的最大拉拔力约在10 kN左右,而灌浆锚杆的拉拔力提高到15～20 kN,且拉拔位移较小。拉拔试验结果与现有拉拔力公式的计算值进行比较,并对螺旋锚的结构和施工提出一些改进意见。