锁脚锚管作用机理分析

对比分析了锚杆和锁脚锚管的异同点,研究了锁脚锚管对支护结构变形和内力的影响,揭示了锁脚锚管的作用机理,提出了判断锁脚锚管是否有效和合理的标准.研究表明锁脚锚管应通过约束其.沿洞轴方向的转动自由度考虑,合理的锚管长度和打入角度不仅有利于限制围岩的变形,而且有助于支护结构承载能力的发挥,一般土质隧道的锁脚锚管长度宜取2.3...     

隧道三台阶开挖锁脚锚管倾角优化研究

跨度大、扁平率高的隧道在施工过程中拱顶沉降等控制要求十分严格,台阶法因其施工效率高、控制隧道变形能力较强等优点而被广泛采用。工程实际中若支护结构封闭较晚,隧道变形则较难控制,打设锁脚锚管是控制隧道变形的有效手段,然而目前关于锁脚锚管施工和设计方面的研究较少。以新疆石人子沟隧道为例,开展了锁脚锚管倾角优化分析。分析认为,上台阶锁脚锚管是施工控制的关键,锁脚锚管最优倾角范围为上台阶0°~45°、中台阶0°~56°、下台阶10°~60°;且从控制隧道变形的角度考虑,倾角在所述范围内应尽可能大,这与诸多现场经验结论较为吻合,相关成果可以为类似工程提供参考。     

地铁区间极小间距下穿高铁盾构隧道施工方法分析

以北京１２号线地铁区间极小间距下穿京张高铁盾构隧道为工程背景，数值模拟了台阶法、临时仰拱台阶法、ＣＤ法以及ＣＲＤ法施工过程，揭示了下穿工程地层变形、地表沉降、盾构管片变形以及支护结构受力特征等规律。研究结果表明:地铁区间施工拱顶和仰拱围岩变形最大。地表最大沉降位于地铁双区间隧道中心截面，越靠近中心地层变形叠加效应越明显，距离超过２０ｍ的地层主要受单线隧道施工影响，且变形大幅降低；地铁施工引起盾构管片最大变形在双区间中心截面±１５ｍ范围内，为减小盾构隧道变形，可局部加固距地铁区间较近３０ｍ段管片；在台阶法基础上设置临时仰拱后，不仅减小了初支因弯矩产生的应力，还能充分利用锚管的锁脚作用，临时仰拱台阶法有效控制了地层变形。     

金安金沙江悬索桥隧道式锚碇变形破坏机制研究

隧道式锚碇的变形破坏机制涉及到结构与围岩的协同作用问题。以华丽高速公路金安金沙江悬索桥两岸隧道锚变形破坏机制为研究对象,利用工程类比法评价了其稳定性控制要素,设计了超载数值试验。根据塑性区的扩展过程确定了施工安全监测和需要采取预加固的重点部位,确定了隧道锚围岩的破坏模式。根据锚面监测点位移由mm到cm量级突变确定的两岸锚岩系统极限荷载均为6~8倍设计缆力,则锚岩系统的设计承载力取3倍设计缆力下变形安全是有保障的。丽江岸塑性区在10 P下贯通;华坪岸塑性区在14 P下贯通。设计缆力作用下,丽江岸锚碇最大位移1.5 mm、围岩1.2 mm、地表0.5 mm;华坪岸锚碇最大位移1.7 mm、围岩1.5 mm、地表0.7 mm,其响应顺序为后锚面监测点前锚面监测点锚碇中间岩体地表点,可作为后期结构及围岩安全监测布点和预警的参考,也证明当前设计缆力下变形和强度均是安全的。     

锚管支护技术在深基坑工程中的应用

在高层建筑工程中,深基坑施工是一个难点,特别是在有承压水的砂土地基不能有效地施行锚杆成孔时,可使用锚管支护技术。文章介绍了注浆锚管技术在深基坑工程中的应用。     

矮寨悬索桥隧道锚碇稳定性数值分析

通过三维显式有限差分计算,对矮寨大桥C线方案吉首岸隧道锚碇系统进行了数值模拟,分析了由于施工开挖引起的锚碇、塔基和公路隧洞围岩位移和应力变化,计算了在设计荷载P作用下锚碇结构体系围岩的变形和应力响应;在此基础上,对C线方案锚碇体系的围岩稳定性作出评价.计算分析表明:锚碇、塔基和公路隧道处于浅地表且布置较集中,相互影响显著;虽然开挖引起的围岩变形大部分小于1 mm,但是由于锚碇后部与下部公路隧道间岩柱较薄导致出现拉应力集中和较大面积的塑性区;在设计荷载作用下,该处的塑性区进一步扩大;在3P超载情况下,锚碇后部至公路隧道顶拱的塑性区贯通,对锚碇的长期承载有较大威胁,且引起下方公路隧道顶拱岩体的稳定性严重恶化而难以自稳.     

软岩隧道锚变形破坏机理缩尺模型试验研究

为了研究软岩中隧道锚变形破坏机理及破坏模式,通过对隧道锚现场1∶10缩尺模型进行超载破坏试验,对加载过程中锚体模型的外观变形、内观变形、钻孔测斜以及破坏裂缝进行分析,获得了锚体模型在推力作用下载荷-变形全过程曲线以及变形破坏特征,并结合数值模拟的超载试验结果进行了综合分析。研究成果表明锚体模型变形破坏全过程类似于软岩载荷试验变形破坏3个阶段;锚塞体底部与岩体接触面部位受拉剪破坏形成破坏底边界,锚塞体上方岩体受锚塞体向上挤压形成纵向拉裂缝以及与锚塞体成约45°夹角的剪裂缝。隧道锚极限承载能力主要取决于锚塞体底界面以及上部岩体抗拉能力和抗剪能力。     

小浪底水电站尾水管洞设计研究

小浪底水电站尾水管洞位于地下厂房洞群系统的底层，与主厂房和尾闸室垂直相交，其上是主变室和母线洞。有限元分析和模型试验研究表明，尾水管洞围岩处于硬化状态。施工设计采用系统喷锚支护和在洞脸安装张拉锚杆锁口，以确保洞室稳定，并考虑与围岩的联合作用进行混凝土衬砌的结构配筋。     

喷锚支护在富池大闸边坡加固工程中的应用

富池大闸位于长江中游南岸的湖北省阳新县长江干堤上,该闸已运行30多年.在水闸加固施工期间,水闸上游右岸约80 m长的边坡发生滑动变形,出现3道贯通性裂缝,最大缝宽达20 cm.设计及时采取喷锚支护方案对该滑坡进行了治理.具体措施为:分别沿水平和垂直方向布设土钉和锚管,穿过滑移面,嵌入稳定土体并注浆,将松散介质连为一体,坡面结合永久护坡断面布置钢筋格栅,与土钉和锚管焊接成整体,预埋软式排水管,然后喷射混凝土底层,并敷设抗冲刷砂浆面层,形成永久护坡.按此方案实施后,及时有效地阻止了边坡继续滑动,变形量由最初的2～3 cm/d逐渐趋于0,治理滑坡获得成功.     

隧道下锚段衬砌台架施工运用技术

在保证隧道衬砌结构耐久性的前提下,采用经济、节约的方法施工隧道下锚段衬砌已经成为隧道施工的基本要求,如何在保证质量的前提下,不用原二衬台车改装,自行设计施工隧道下锚段衬砌台架一直是困扰的难题,南龙二标隧道工程在工期紧、断面大且要求步距达标的条件下,利用现有资源采用台架及小模板拼装了1个隧道下锚段衬砌施工台架,在隧道下锚段衬砌施工中比常规方法更方便、快速、经济、合理。     

锚杆加固恩施大峡谷绝壁危岩的稳定性数值分析

以恩施大峡谷绝壁陡崖的锚杆危岩治理工程为例,采用有限元数值模拟的方法研究了降雨前后危岩以及不同锚杆的长度、入射角、数量、间距参数选择对危岩受力及变形情况,并综合评判其稳定性。结果表明:采用单根锚杆时,在锚杆超过推测滑动面后不受长度变化影响,而锚杆入射角越小,对其控制效果越好;在同一剖面上采用２根锚杆、锚杆间距为２．５ｍ时控制效果最好;在同一剖面上采用３根锚杆、锚杆间距为３．５ｍ和４．５ｍ时其控制效果基本一致;同一剖面上位置偏下的锚杆受应力更大,因而应加大下部位置锚杆承受应力的能力。     

植被混凝土生态防护技术中锚钉参数的确定

岩石边坡生态恢复工程常采用植被混凝土防护技术。为了分析该技术中锚钉的受力情况,通过静力平衡条件,结合莫尔-库伦强度理论、锚钉的受力形变以及抗拔稳定性,推导出了锚钉在不同坡度、不同岩质边坡的最佳锚固间距、锚钉直径范围以及最小锚固深度的表达式。并结合工程实例,对计算值与实际工程采用值进行了对比分析,结果表明,计算值与以往实际工程采用值基本吻合。可为实际工程中锚钉支护方案的设计提供理论支持。     

滑坡体预应力锚索抗滑桩参数优化设计研究

依托青峪口水库上游草池滑坡体,采用有限差分法分析不同状态下的滑坡体变形和受力分布,进行预应力锚索抗滑桩参数优化设计。结果表明：桩位对滑坡体稳定性的影响较大,随着桩位与坡脚距离的增大,滑坡体安全系数先增大后减小;同一桩位下,抗滑桩锚固段存在临界长度,为30 m;抗滑桩桩距对滑坡体稳定性的影响比桩截面尺寸的影响大;在26°～35°范围内的锚索角度对滑坡体稳定性的影响较小。建议抗滑桩截面尺寸、桩距、锚索角度分别取2.5 m×3.5 m、7 m和27°。     

基于双剪统一强度理论的岩质边坡最优锚固长度

目前对锚杆锚固长度的研究多基于传统摩尔库伦抗剪强度理论，忽略了中间主应力的影响。鉴于此，采用双剪统一强度理论，基于顺层岩质边坡模型建立不同岩层倾角条件下锚杆的最优锚固长度与锚固角模型。提出了最优锚固长度和锚固角的确定方法，并分析了锚固角和岩层倾角对最优锚固长度的影响。提出锚固界限角确定方法，当锚固角小于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而减小；当锚固角大于该界限角时，最优锚固长度随岩层倾角的增加而增大；最优锚固长度随锚固角的增加先下降后上升。将所提出的方法应用到某边坡，计算结果表明，利用提出的模型计算得到的锚固长度相比规范法减少约17.9%。     

采用纵向翼形管模拟水击波速

在水击模型实验中，采用纵向翼形管是模拟水击波速的有效途径之一。为了便于确定翼缘长度，满足模型设计，本文应用结构力学方法和平面有限元方法研究了翼级长度，管壁厚度，管道半径，管材的弹模等关键参数对水击波速的影响，揭示了该结构型式的管道在内水压力作用下变形量与水击波速间的内丰规律，并将理论计算与实验结果进行了对比，两者十分吻合。     

微裂隙对工程岩体变形参数的影响分析

裂隙的大量存在使岩体的变形特性变得非常复杂,而在采用数值分析方法时,常常忽略微裂隙对岩体力学特性的影响。为了明确微裂隙对岩体变形参数的影响,通过变形等效原理,对含单一微裂隙的岩体的变形参数进行估算。计算结果表明：岩体的变形特性与微裂隙倾角、长度和荷载方向有关;微裂隙越长,岩体的变形模量越小,泊松比越大;微裂隙倾角与荷载方向的夹角越小,岩体的各向异性越明显,但是,随着夹角的增大,岩体不同方向上的变形模量逐渐减小,泊松比逐渐增大,岩体的各向异性逐渐减弱,当微裂隙与荷载方向的夹角为45°时,岩体则表现为各向同性。     

松砂中倾斜锚板上拔承载特性模型试验研究

以福建标准砂为填料,对松砂中倾斜锚板的上拔承载特性进行了试验研究,采用数字图像相关技术分析了上拔时锚周土体的变形特性,重点探讨了锚板倾斜角度(倾角)和埋深比的影响。试验结果表明：对同一倾角,锚板上拔力峰值和所对应的位移水平均随着埋深比的增加而逐渐增大;对同一埋深比,随着锚板倾角的增加,上拔曲线发展形态基本一致,但埋深比的变化会对曲线形态产生影响。在较大埋深比条件下,锚板倾角对上拔承载力的影响具有区间效应,即当倾角约为10°时,上拔极限承载力最小,数字图像分析表明,此现象与不同倾角锚板上拔时竖向和侧向土体抗力的不同发挥机制密切相关。     

高陡边坡卸荷岩体群锚效应试验研究

锦屏一级水电站左岸高陡边坡卸荷岩体采用压力分散型无黏结预应力锚索作为主要支护方式,由于锚索吨位大、间距小,卸荷岩体在锚固力作用下出现较大压缩变形,相邻锚索相互影响导致锚固预应力损失,群锚效应显著。为研究卸荷岩体中的群锚效应,根据相似理论制作了卸荷岩体相似材料模型,进行了群锚加固物理模型试验,结合试验数据和Mindlin解分析了岩体的位移、变形、锚固力叠加效应及锚索预应力损失。研究结果表明卸荷岩体中的群锚效应主要包括:①锚索引起的应力叠加对卸荷岩体具有显著的压缩效应;②锚索张拉造成邻近锚索的预应力损失。最后通过试验分析和理论推导得出了群锚作用下岩体的位移及锚索预应力损失率的计算方法。研究认为,合理设置锚索间距和适当增加锚索长度能有效地减小群锚效应造成的锚索预应力损失,并在实际工程中得到了验证。     

锚杆格构梁支护中格构梁最优悬臂长度讨论

为了探索格构梁的悬臂长度对格构内力的影响,采用数值试验的方法,提出最优悬臂长度概念,并讨论了最优悬臂长度取值与锚杆格构梁系统各参数之间的关系。结果表明：格构梁跨距、地基变形模量是影响最优悬臂长度的主要因素;在边坡工程中,格构梁悬臂段的长度取0.30倍跨距可以优化格构梁的内力分布,从而节约工程造价。以三峡库区巴东县沿江路大坪段边坡锚杆格构支护系统为例,介绍了最优悬臂段在该工程中的应用情况。