现场早期砂浆锚杆腐蚀现状的取样研究

本文概述了关于从已建工程中取出的早期使用3—28年不同令期的锚杆和17年期现场缩尺试验锚杆的腐蚀现状，对其锈蚀状况和使用环境因素做了宏观观察和分析，对其点蚀、坑蚀、失重、腐蚀速度和强度等力学性能进行了较全面的测试和分析，取得了不同令期的锚杆锈蚀状况和影响其耐久性及使用寿命的第一手资料，为我们开展锚杆腐蚀的防护对策研究提供了有力支持。     

基于锈胀开裂的预应力锚杆（索）使用寿命预测研究

锚杆（索）腐蚀后其体积发生膨胀并形成锈胀力,而锈胀力的增大可导致外围注浆体开裂,从而加速锚杆（索）的腐蚀,故可以此时的锈蚀量作为预测锚杆（索）使用寿命的判别条件。当对外围注浆体进行受力分析时,采用平面应变情况下的圆孔模型弹性理论计算注浆体开裂时的极限锈胀力,并以锚杆（索）与外围注浆体接触面的变形协调条件来计算极限锈胀力时的锚杆（索）锈蚀量。同时,比例参数λ被采用来考虑岩土体对锚固体的约束作用,且将是否考虑注浆体内部裂缝影响作为2种方法计算锈胀力作用下的注浆体变形。然后,将参数选取在一定范围内经曲线拟合得极限锈胀力及对应锚杆（索）锈蚀量的简单表达式,进而根据2种不同适用条件下的锚杆（索）锈蚀速率计算式对锚杆（索）的使用寿命进行预测和分析。经算例对比验证了本文方法的可行性,并对锚杆（索）使用寿命的影响因素进行了参数分析,可知：①不考虑注浆体内部裂缝影响而计算得的锚杆（索）锈蚀量值偏于保守;②外围岩土对注浆体的约束作用对锚杆（索）的使用寿命有积极影响;③铁锈体积膨胀率n对锚杆（索）的使用寿命影响微小,而注浆体泊松比μ_c和保护层厚度c越大则锚杆（索）的使用寿命越长。     

应力腐蚀对锚杆使用寿命影响的试验研究

通过室内模拟试验和现场取样测试的方式,对比研究应力腐蚀条件下影响锚杆使用寿命的因素。室内试验中自行设计应力腐蚀试验装置,通过砝码在外部对置于腐蚀溶液中的试件加压,使其处在应力和腐蚀协同作用的条件下;现场取样是挖掘17 a前埋设的一批施加不同等级预应力的缩尺锚杆,并对其腐蚀环境和状况进行全面测试。试验结果显示：应力对砂浆缺陷处钢筋腐蚀速度有促进作用,在锚杆上涂保护层比不涂保护层其腐蚀速度降低3～6倍;在中等腐蚀环境下,裸露缩尺锚杆（钢筒体）的平均屈服荷载比原来减小了约50%,极限强度比原来减小了约20%;指出坑蚀普遍存在,坑蚀深度直接影响锚杆的承载力变化,这一点应不容忽视。     

地下巷道支护锚杆腐蚀状况调查及力学性能测试

 调查了河南焦作煤矿地下巷道腐蚀环境和现场10 a期管缝式锚杆腐蚀状况,对地下水腐蚀物含量、锚杆宏观质量损失和局部坑蚀情况实施了测量,并对锚杆杆体极限承载力和塑性性能进行测试。结果显示：未加任何保护措施的管缝式锚杆腐蚀较为严重,调查样本中的大多数锚杆寿命接近终结;锚杆外表面腐蚀状况以坑蚀为主,而内表面则以近似均匀腐蚀为主;锚杆表面的坑蚀数目、面积和深度等数据均遵循一定的散布规律,且坑蚀口部面积与深度间有内在关联;锚杆表面的坑蚀和穿孔对锚杆杆体力学性能有严重损害,而且锚杆延伸率损失率远大于极限承载力损失率,亦即腐蚀对锚杆塑性的损害程度远大于对其承载力的损害程度,这使得锚杆在发生破坏前难以监测到明显的变形,极易造成突发性事故。     

混凝土结构中钢筋初始表面状态对其腐蚀行为的影响

建立了宏电池腐蚀回路,通过分析不同初始表面状态的钢筋在无氯盐试块和有氯盐试块中的腐蚀电位、微电池腐蚀速度、极化曲线和宏电池腐蚀速度,研究了钢筋初始表面状态对其腐蚀行为的影响。结果表明,与全裸抛光表面相比,原氧化皮表面或初始锈蚀表面对改善钢筋的腐蚀电位起积极作用。锈蚀表面钢筋的微电池腐蚀速度较大且随着初始锈蚀程度的增加而增大。与初始锈蚀表面相比,原氧化皮表面能削弱钢筋的微电池腐蚀,但对其宏电池腐蚀有不利的影响。     

锚杆耐久性现场试验研究

论述在17a前埋设于河南焦作市焦东煤矿现场的一批旨在研究应力腐蚀和化学腐蚀耦合效应的缩尺试验锚杆的腐蚀环境和腐蚀状况，对开挖出的缩尺试验锚杆的点蚀、坑蚀、失重、腐蚀速率和强度损失率等进行较全面的测试和分析，指出在中等腐蚀环境下，裸露缩尺锚杆（钢简体）的强度损失率约为14．0％，直径损失约为10．0％，截面积损失约为19．0％；其失重率极不均匀，最高者约为最低者的24．4倍；一根缩尺锚杆钢筋经过17a，其抗拉极限荷载，比使用年限为0的相同锚杆的低18．4％-22．2％。     

应力腐蚀对锚杆使用寿命影响的试验研究

 通过室内模拟试验和现场取样测试的方式，对比研究应力腐蚀条件下影响锚杆使用寿命的因素。室内试验中自行设计应力腐蚀试验装置，通过砝码在外部对置于腐蚀溶液中的试件加压，使其处在应力和腐蚀协同作用的条件下；现场取样是挖掘17 a前埋设的一批施加不同等级预应力的缩尺锚杆，并对其腐蚀环境和状况进行全面测试。试验结果显示：应力对砂浆缺陷处钢筋腐蚀速度有促进作用，在锚杆上涂保护层比不涂保护层其腐蚀速度降低3～6倍；在中等腐蚀环境下，裸露缩尺锚杆(钢筒体)的平均屈服荷载比原来减小了约50%，极限强度比原来减小了约20%；指出坑蚀普遍存在，坑蚀深度直接影响锚杆的承载力变化，这一点应不容忽视。     

水泥锚杆腐蚀耐久性研究

通过制备水泥砂浆锚杆,在长期浸泡和浸烘循环两种条件下,浸泡在不同浓度下单一氯盐溶液和氯盐硫酸盐复合溶液中,测试水泥锚杆在不同情况下的氯离子含量,从而表征水泥锚杆的腐蚀状况。实验结果表明,浸烘循环制度起到了加速腐蚀的作用,而氯盐硫酸盐腐蚀下,腐蚀速度先快后慢。     

某边坡渗水工况下的稳定性数值模拟分析

边坡渗水对边坡稳定性影响非常大,而一般渗水位置都集中在锚杆处,长时间渗水导致锚杆锈蚀,从而降低其强度性能,对边坡的稳定性带来隐患。利用ABAQUS对边坡渗水工况下的稳定性数值模拟分析,分析结果给出了锚杆不同损伤程度下边坡的稳定性系数。     

海洋环境下锈蚀高强度钢材滞回性能

为研究海洋腐蚀对Q690高强度钢材(简称高强钢)滞回性能的影响,针对通过室内人工加速模拟腐蚀方法获得的Q690高强钢锈蚀试件,进行形貌扫描和循环加载试验,分析了不同腐蚀程度对其滞回性能的影响规律,建立了锈蚀钢材滞回曲线模型参数与其锈蚀率之间的关系.结果 表明:Q690高强钢抗震性能随腐蚀程度的增加而下降,腐蚀100 d...     

预应力锚索长期有效性研究与检验

预应力锚索曾在我国重大水电工程中得到广泛应用,针对这些用作永久支护的锚索工程使用寿命的问题,通过现场开挖一根在漫湾水电站左岸边坡服役20年的锚索,对这一问题进行讨论分析。结合开挖试验成果,从锚头锈蚀特征、钢绞线缩进量、水泥砂浆防锈效果、内锚固段特征以及钢绞线化学和力学性质变化、水泥注浆体固结等方面,对该锚索进行综合评价。评价结论认为:锚索的工作是有效的,锚索应该是安全的。     

模型锚杆腐蚀耦合效应试验研究

锚杆腐蚀耦合效应问题研究是锚杆耐久性研究的难点问题之一。本文概述了早期埋设在工程现场的尚在研究锚杆腐蚀耦合效应的一批缩尺锚杆的腐蚀环境、试验方法、试验结果和结论，可供读者参考。     

多因素耦合腐蚀环境下锚杆腐蚀机制试验研究

锚杆的耐久性及使用寿命问题是锚固类结构耐久性及使用寿命的重要影响因素,该文开展了锚杆在潮湿空气和Na2SO4溶液中有、无载荷耦合情况下的腐蚀对比研究,进行锚杆腐蚀的耦合因素分析,探讨了锚杆在多因素耦合腐蚀条件下腐蚀机制,并得出了相关结论。     

拉力集中全长黏结型锚索长期耐久性研究

 拉力集中全长黏结型锚索曾在我国重大水电工程中得到广泛应用,针对这些用作永久支护的锚索工程使用寿命以及是否会有一天成为工程的“定时炸弹”的问题,通过现场开挖一根在漫湾水电站左岸边坡服役20 a的锚索,对这一问题进行初步讨论。结合开挖试验成果,从锚头锈蚀特征、钢绞线缩进量、水泥砂浆防锈效果、内锚固段特征以及钢绞线化学和力学性质变化等方面,对拉力集中全长黏结型锚索的长期运行效果进行综合评价。得到如下结论：(1) 全长黏结型锚索对于锚头锚具的要求较低,该工艺锚索在任何一个位置发生损坏断裂后,都将不至于由于一处的损坏而导致锚固工程整体的破坏;全长黏结可以有效地阻止锚索失效链条的进一步发展;(2) 水泥砂浆可以起到很好的防锈效果,但对于锚头位置仅采用混凝土浇筑的防锈工艺并不能达到理想的效果;(3) 开挖锚索内锚固段未发现任何横向裂纹,证明在适当的预应力范围内水泥砂浆可以达到较好的锚固效果;(4) 开挖锚索服役20 a后,钢绞线的化学成分和力学性质均未发生明显变化。     

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。     

斜拉桥CFRP索锚固性能试验

从碳纤维复合材料(CFRP)斜拉索的材性入手,进行了CFRP筋的拉伸试验及相应锚具的锚固性能试验,验证了CFRP筋弹性模量、极限拉伸强度等短期静力性能,并通过这些力学指标与传统的钢索进行对比,得出斜拉桥CFRP索代替钢索的可能性与优越性;通过相应CFRP斜拉索锚具的锚固性能的试验研究,对CFRP筋在不同的粘结长度、不同锚具形式以及不同的填充材料等情况下的拔出荷载进行试验对比,得出影响CFRP筋粘结性能的各种因素。并对其中具有代表性的4组CFRP斜拉索锚具组的荷载-滑移曲线进行分析,得出适用于实桥中CFRP斜拉索合适的锚具形式和锚固长度。     

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。     

硫酸盐腐蚀锚索结构锚固性能退化规律试验研究

 硫酸盐腐蚀是锚索结构长期锚固性能退化的原因之一。为模拟围岩约束条件下硫酸盐对锚索浆体的腐蚀及腐蚀后的锚固受力过程,设计外包钢管圆柱形素水泥浆中置钢绞线短黏结试件并进行长期硫酸盐干湿循环腐蚀,然后通过静力拔出试验观察黏结受力过程,获取黏结滑移曲线,定义锚固特征参数。结果表明：围岩约束作用对腐蚀过程及拔出受力过程产生显著影响,腐蚀引起的物理损伤得以阻止,化学损伤成为主要腐蚀损伤方式;拔出破坏特征为：浆体螺旋肋逐渐被磨平,索体最终被抽出;全程黏结滑移曲线由初期极速上升段、中后期锯齿形上升段及末期快速下降段组成;当围岩变形模量增大时,设计允许滑移、设计强度、极限滑移以及极限强度均随之增大;当浆体腐蚀程度增大时,设计强度、极限滑移以及极限强度随之降低,而设计允许滑移则因浆体模量的退化而随之增大。     

预应力锚具锚下病害原因分析及建议

近20年来预应力技术在我国桥梁工程中得到了迅速发展,预应力锚固技术也日趋成熟,但同时预应力锚具的锚下病害问题也日益突出。通过对预应力锚具的锚下病害分析表明,出现病害的原因主要包括两个方面:其一是缺乏强制性的锚下荷载传递性能试验标准;其二为锚具产品制造的规范不完善。基于锚下病害的严重性和普遍性,建议对锚具产品性能指标制定更完善的国家标准。