中风化片岩地区岩石锚杆基础试验研究

针对工程中典型中风化片岩地质状况,在现场进行一系列单锚和群锚原型试验,研究了单锚的临界锚固深度,分析了不同锚固长度锚杆的承载特性与破坏机制,给出了此种岩性中锚杆的锚筋与砂浆黏结强度τa、砂浆与岩石黏结强度τb、岩石等代极限剪切强度τs,对比分析了自密实混凝土2种锚杆灌浆料对砂浆与岩石黏结强度τb的影响;同时,试验研究了群锚基础的"群锚效应",通过轴力检测得出了群锚基础下各锚杆间的轴力呈碟形分布的规律。复合受载试验表明,在中风化片岩中往复水平荷载会对群锚荷载传递产生影响,但是不足于影响群锚基础的极限抗拔承载力。研究成果对典型中风化片岩地质状况的锚杆基础具有重要的工程指导意义。     

锚杆间距对岩石群锚基础抗拔力影响的试验研究

锚杆间距是山区输电线路岩石群锚基础设计的关键参数,甚至直接决定了山区斜坡地形岩石锚杆基础应用的可行性。通过在4种典型岩石地基中对4种不同材质锚杆群锚和单锚基础抗拔对比试验,得到了不同岩石条件、锚筋材质、锚筋直径和钻孔直径下岩石单锚和群锚基础抗拔荷载-位移曲线。通过引入群锚效应系数,量化分析了锚杆间距对岩石群锚基础抗拔承载性能的影响规律,并给出了设计取值建议。结果表明:岩石群锚基础抗拔承载性能既取决于单锚承载性能,也受岩石地基性质影响。工程设计中岩石群锚基础的锚杆间距宜为3~4倍的钻孔直径,相应的群锚效应系数可根据岩石性质不同取0.8~1.0。     

全长黏结岩石抗浮锚杆荷载传递机制原位试验与有限元分析

基于青岛地区风化岩地基全长黏结抗浮锚杆的现场受力测试及有限元模拟分析,研究岩石抗浮锚杆的承载性能和荷载传递特性,分析不同荷载作用下锚杆位移与轴力的变化规律,并将模拟结果与实测结果对比分析。研究结果表明:单根岩石抗浮锚杆均产生拔出破坏,极限抗拔承载力约为310k N,满足工程需要。荷载的传递深度主要集中在2.0m以内,与有限元模拟的结果较为吻合。荷载达到极限抗拔承载力时,锚固长度增加,其相应的上拔力会随之增大。抗浮锚杆的承载力受基岩的风化程度影响较大,中风化花岗岩中的抗浮锚杆的极限抗拔承载力约为强风化花岗岩中抗浮锚杆极限承载力的2倍。单根锚杆受群锚作用的影响其极限抗拔承载力会降低1/3。     

岩石群锚杆基础界限间距与群锚效率估算方法

岩石群锚杆基础是一种材料用量少、机械化程度高、主要发挥抗拔力、应用较为广泛的抗拔基础型式。在竖向荷载作用下,岩石群锚杆基础承载过程受到岩体抗剪强度、锚杆设计施工参数、锚杆-岩体协同工作等复杂因素的影响,其抗拔破坏机理和群锚杆相互作用等问题尚未揭示,使得现行规范在确定锚杆间距、群锚杆承载力等关键设计参数时需要依靠较多原位试验。应用弹性力学和岩石锚杆竖向抗拔传力规律,建立了岩石群锚杆基础的单根锚杆间无相互影响的界限间距近似计算方法以及岩石群锚杆群锚效率估算方法,理论计算结果与试验结果比较接近,可以满足岩石群锚杆基础初步设计要求。     

输电线路岩石锚杆基础试验研究

岩石锚杆基础已逐渐在输电线路工程中获得广泛应用,针对节理裂隙发育的灰质板岩岩体,进行了现场拉拔真型试验。试验结果表明:在满足锚筋自身强度的情况下,应以锚孔表面混凝土的位移值来确定基础的极限荷载;当锚杆达到一定长度后,再单纯依靠增加锚杆长度提高极限抗拔承载力效果甚微;适当改善锚筋外表面的粗糙度可提高锚筋与混凝土间的界面粘结强度;在岩石锚杆基础设计中要注意群锚效应的削弱作用。     

喀斯特地区短桩锚杆复合基础现场抗拔试验及设计方法研究

针对喀斯特地区输电线路工程中普遍存在的上覆厚土层(4~7m)、下卧中等风化及以上岩石的特殊地基条件,提出一种短桩锚杆复合基础。为了揭示复合基础的承载机制,建立相应的工程设计方法,推动这种新型基础在工程中的应用,选取位于广东阳春典型喀斯特地区的上覆粉质黏土、下卧微风化石灰岩的地基作为试验现场,依据我国110~1 000 kV电压等级输电杆塔承受的上拔荷载,设计出6个不同入土深度、不同锚筋数量的1∶1全尺寸短桩和复合基础,通过开展现场抗拔承载特性试验,获得试验基础的荷载位移曲线、抗拔承载力、地基破坏模式等规律,进一步揭示复合基础的抗拔承载机制;结合现场试验结果与理论分析,提出复合基础的失效是由其下部锚杆基础破坏时对应的上拔位移所控制,在此基础上建立复合基础抗拔承载力的计算公式,并给出复合基础失效位移以及承载力分配系数的确定方法。通过与现场试验结果的对比,验证所给方法的正确性,为该类新型基础在工程中的推广应用提了理论依据。     

砂岩地基岩石锚杆基础试验性能研究

以西北地区某特高压直流输电线路工程的砂岩地质条件为前提,展开了单锚基础的竖向上拔静载荷试验和群锚基础的上拔+水平复合工况静载荷试验,阐明了单锚和群锚基础的破坏模式和承载性能,获得了极限抗拔承载力,并通过锚筋应变测试,研究了锚杆基础的内力分布规律和有效锚固深度,提出了砂岩地基岩石锚杆基础的设计参数,可为西北地区输电线路设计提供参考。     

输电线路复合式锚杆基础现场试验研究

首次针对辽宁地区500kV抚顺变—程家变新建输电线路工程,进行了复合式锚杆基础的现场抗拔承载力真型试验。通过循环加卸载方式的基本试验与单方向加载方式的验收试验,得到了基础的上拔荷载位移曲线与基础的抗拔承载力,给出了相关设计参数的取值标准,进一步验证了复合式锚杆基础在500kV大荷载输电线路工程中应用的可行性。     

粉土中螺旋锚循环上拔承载特性原位试验研究

螺旋锚因具有较大的抗拔承载力而被广泛应用于杆塔、风轮发电机其等受循环荷载作用结构物的基础。近年来随着极端强风灾害的增多,螺旋锚已被推广应用于输电线路导线防舞动拉索的锚固设备。然而,目前关于循环荷载作用下螺旋锚承载特性的研究较少,没有关于其承载力计算方法的标准。为此,通过对粉土中螺旋锚开展原位单调及循环加载试验研究,探究螺旋锚循环上拔承载性能。结果表明：螺旋锚在50%静态极限承载力循环作用下,土体达到变形稳定时的累计位移均不大于25 mm;双盘螺旋锚在循环上拔荷载作用下的累计位移最小,约为其他单盘螺旋锚累计位移的一半;当螺旋锚承载力不足时,基础变形急剧增大,并伴随地面出现以螺旋锚为中心的辐射状裂纹;在整个试验过程中,循环荷载作用下的螺旋锚荷载-位移骨架曲线始终低于试验锚静载曲线,循环结束后在静载作用下,两者荷载-位移曲线基本重合;螺旋锚的上拔承载力主要由锚杆侧阻和锚盘端阻两部分组成,螺旋锚在循环上拔荷载作用下,锚杆接触界面的剪切带内土体的累积收缩导致法向应力降低,螺旋锚基础的上拔承载力全部由锚盘提供。     

输电线路直柱锚杆复合基础试验研究

针对安徽省南部丘陵山地存在的上覆砂质粘土、土层以下为风化岩层的输电线路工程地质条件,提出了环保型直柱锚杆复合基础。通过10组基础的现场施工与原位试验,得到了不同加载工况下基础的荷载位移曲线,分析了直柱锚杆复合基础的承载机理、设计方法与关键设计参数取值。研究结果可为直柱锚杆复合基础的设计与施工提供参考。复合基础施工宜采用"先直柱开挖、后岩体植筋"的作业流程。立柱嵌岩深度对复合基础的上拔承载力与水平承载力影响显著,复合基础上拔承载力计算中的上部立柱部分极限强度发挥系数取0.55~0.6,下部岩石锚杆部分极限强度发挥系数取1.0。复合基础的施工工艺可靠、承载性能良好,可在丘陵山区输电线路工程中试点应用。