拉力型锚杆锚固体应力分布试验及数值模拟

锚杆锚固段界面剪应力分布规律是锚杆设计研究的重点,通过采用不同的锚固参数进行拉力型锚杆的拉拔试验,主要从灌浆体的配合比和锚固深度两方面研究了不同锚固参数下锚杆各界面剪应力分布情况,结果表明锚固系统各界面剪应力衰减过程包括沿杆体和垂直杆体两个正交方向的衰减,并非均匀分布。采用数值分析软件FLAC3D对影响拉力型锚杆锚固效果的参数进行数值分析,结果表明:在围岩体相同的情况下,灌浆体的弹性模量对锚固系统的锚固效果影响明显,增大灌浆体的弹性模量可以有效提高锚固系统的锚固效果;在围岩体相同的情况下,改变灌浆体的锚固长度对锚固系统锚固效果的影响不是很理想,锚杆的锚固承载力主要发生在锚杆的前端,采用增加锚固长度来提高锚固系统承载能力的方法是不可取的。     

压力型锚杆锚固力学性能试验研究

对不同锚固参数(锚固深度、灌浆配合比)下的压力型锚杆进行拉拔试验,从而得到压力型锚杆的荷载位移曲线。在锚固体表面开槽并埋置应变测试元件,获得受力过程中锚杆的轴向、径向应变分布规律,并且通过换算获得锚固段界面上的剪应力分布规律。理论分析与试验数据研究表明,压力型锚杆在受荷过程中剪力峰值具有不断向近端传递的特点,使其具有良好的延性。     

压力型和拉力型锚索锚固作用的原位试验研究

在泥岩地层中对比进行了4根压力型和拉力型锚索结构的原位试验,分析了各级荷载锚固作用下锚头位移随锚固力的变化情况,研究了两种锚索结构的锚崮效应和加载性能.试验结果分析表明,压力分散型锚索通过承载板实现荷载的传递和扩散,可使其嗣岩因围压提高而表现出较高的抗压和抗剪能力,其破坏形式表现为渐近的塑性破坏,红加载后期还呈现出"加载能力强化"的特性.而拉力型锚索的破坏则表现为突然性和整体性破坏,其破坏荷载仅为压力型锚索塑性破坏荷载的69%～86%.因此,压力型锚索的受力结构比拉力型锚索更为合理,其承载力较高,也更加安全可靠.     

高早强预应力锚固灌浆材料试验研究

通过试验，选配合适的灌浆材料组分及其配比，研制成新型的水泥胶固体，使高边坡预应力锚锚根待张拉龄期由原来的１４－２０ｄ缩短至５－７ｄ，为工程应用提供参考。     

岩锚新的锚固方式及锚固体系的研究

施加在锚索上的荷载可由锚固段的顶端向下（拉力型）或由下向上（压力型）传递，这取决于锚索在锚固段内的锚固方式。通过试验，比较了传统的拉力型及压力型两种锚固方式，并提出一种新的介于二者之间的锚固方式，称为复合型。其目的是使锚固段上的应力分布趋于均匀，避免或减少灌浆体的拉伸裂缝，从而增加锚固效果及防腐系统的可靠性。同时，对岩锚锚固体系提出设计建议，以提高预应力锚索的锚固性能并尽可能方便施工，降低成本。     

早龄期混凝土中锚杆锚固 强度试验研究

通过对混凝土中锚杆进行拉拔试验,研究并分析锚杆锚固直径、锚固长度及混凝土龄期与锚固强度的关系。实验结果表明：锚固力随混凝土龄期的增长呈非线性增长趋势,但增长速度逐渐减慢,并趋于稳定;锚杆的锚固力随锚杆直径、锚固长度增加而增大。但在混凝土早龄期锚杆直径对锚固力影响并不明显,应重点考虑混凝土强度增长确定合理的锚固长度。试验结果和理论分析为改善衬砌结构的受力状态、优化拆模时间提供了参考依据。     

应力型锚固剂的试制与研究

隧洞施工中,锚杆早期抗拔力不足会严重影响工程质量,给施工带来安全隐患。通过试验研究,运用正交设计方法进行配合比、现场抗拔试验,开发试制了适用于该工程岩性的应力型锚固剂。     

无机快速锚固灌注材料的性能与应用研究

研究了一种无机快速锚固灌注材料(ICG-Ⅲ)的性能及施工温度对其性能的影响．实验结果表明，该材料不仅自流、可灌、凝结时间可调，而且具有超早强、高强、无收缩、锚固快且锚固力大等特性．同时，此材料施工方便、价格便宜，主要用于岩土工程的长锚杆快速锚固注浆及建筑物植筋、地脚螺栓等短锚杆快速锚固灌浆．     

岩质高边坡开挖及加固中的快速锚固技术研究

针对采用“边开挖、边加固”施工方法的高边坡工程对预锚施工速度提出的要求，本文在室内及现场试验的基础上，研究开发出快速锚固技术，研究内容包括：高早强、抗侵蚀锚根胶结材料及内锚固段压力灌浆工艺两个方面，其中部分成果──高早强、抗侵蚀锚根胶结材料已用于李家峡水电站岩质高边坡加固施工中。解决了边坡开挖和加固的许多矛盾，大大加快了施工速度，取得了明显的经济效益和社会效益。     

土体锚固试验研究

通过试验介绍了土体锚索的设计、拖工及张拉效果,并提供了土体锚索的施工参数;试验表明,采用锚索加固土体是行之有效的。     

玻璃纤维增强聚合物锚杆锚头试验研究

本文实施了金属和玻璃纤维锚头的极限抗拔承载力的模型试验。结果表明,金属螺母长度达到10cm时,玻璃纤维增强聚合物锚杆锚头达到其极限抗拔承载力。该锚杆破坏形式为扒皮破坏,表层平均脱落厚度在2.4~2.7mm之间。起抵抗剪切破坏作用的主要是基体树脂及其附近的少数玻璃纤维。螺母长度为8cm的玻璃纤维增强聚合物锚头极限抗拔承载力,大约等同于金属螺母长度范围为6~7cm的锚头抗拔承载力,产生的位移值约是后者的2倍。     

改性黄土的力学特性试验研究

为了研究固化剂对黄土力学特性性能的影响,通过对兰州新区黄土样中加入新型高分子固化剂HEC、水泥以及HEC与水泥组合进行土壤化学改良,对改良后的土样进行击实试验、无侧限抗压试验以及渗透试验,研究固化剂掺入比、养护龄期以及压实度对改良黄土物理力学指标的关系。试验结果表明:水泥、HEC以及水泥与HEC组合均能改善黄土的工程性质;随着固化剂掺入比的增大、养护龄期的延长以及压实度的提高,改良黄土的抗压强度得到明显提高,且抗渗能力增强;若继续增加固化剂掺入比,则会导致固化剂利用率降低以及经济成本增加,故建议水泥、HEC固化剂掺入比不超过10%,固化剂的组合最佳拌和掺量为8%水泥加8%HEC。研究成果可为黄土加固理论及黄土在工程上的应用提供有益的参考。     

竖向条形锚板水平拉拔承载规律试验研究

针对竖向条形锚板的拉拔承载研究存在人为区分浅埋、深埋,且界定标准及对力学模型的对称性认识不统一等问题,为了理清锚板拉拔承载随埋深的演化机理,基于数字照相测量技术对砂土中竖向条形锚板的水平拉拔问题开展模型试验研究,就拉拔极限承载力及板前土体位移变形特性随埋深比的变化规律进行分析。试验研究采用自制试验装置开展了14种埋深比工况下的水平拉拔试验,并获得了相应的荷载位移曲线。试验过程中对板周区域进行拍摄,并通过数字图像分析技术构建拉拔过程中板周土体的位移场。结果表明:中密砂中竖向条形锚板的水平拉拔极限承载力随着埋深比的增加而增大,速率由快趋缓,归一化后的承载力比可用埋深比的二次多项式进行表达。随着埋深比的增大,极限拉拔下板前砂土的位移场形态总体上表现出由非对称逐渐向对称连续变化的规律,并可用上下包络角来反映;上包络角基本不随埋深比发生变化,始终保持在(π/4+φ/2)+π/2左右;下包络角则随着埋深比的增加非线性增大,并最终趋于和上包络角相等,范围介于π/2到(π/4+φ/2)+π/2之间。研究成果可为条形锚板水平极限拉拔力学模型的构建提供新的依据。     

CFRP筋黏结型锚具承载力评估试验与理论研究

为探究土木工程中碳纤维增强复合材料(CFRP)筋黏结型锚具的内部力学行为,实现黏结型锚具的优化设计,建立了黏结型锚具承载力预测模型,给出了临界锚固长度计算方法,并通过CFRP筋-锚具拔出试验获得了锚固区筋-黏结介质界面残余黏结力与界面径向压应力的关系式。针对CFRP筋直径和锚固界面径向压应力对锚具计算承载力和临界锚固长度的影响进行了评估。研究结果表明:当黏结界面径向压应力在0~160 MPa范围内时,拔出试验最大拔出拉力、界面最大黏结力及界面残余黏结力随着界面径向压应力增加总体呈线性增加,其中,残余黏结力可达20. 5 MPa。锚具计算承载力随CFRP筋直径或径向压应力增加而呈线性增加,而临界锚固长度随径向压应力增加逐渐减小。对于10mm直径微压纹表面形式CFRP筋黏结型锚具,当界面径向压应力为150 MPa,锚固安全系数为1. 5时,其临界锚固长度为427 mm。     

水泥土力学特性随龄期发展规律试验研究

水泥土搅拌法是加固软土地基的常用方法,水泥土强度随龄期的发展规律直接影响水泥土的加固设计、施工进度安排和控制.基于我国东南沿海淤泥土特点,通过室内配比试验和力学加载试验,获得了5种以常用水泥为固化剂的水泥土试样90 d龄期内的应力应变曲线.在此基础上研究了不同固化剂和龄期对水泥土力学特性的影响,建立了水泥土抗压强度与龄期间的关系式,能根据水泥土3 d强度较准确地预测水泥土的后期强度,对于提高施工质量控制水平有重要意义.     

不同粒径砂岩力学特性试验研究

为探究不同粒径砂岩长短期力学行为的差异,对取自某水电建设工程现场的粗、中、细三种粒径大小的砂岩进行了短期三轴压缩、三轴渗透以及蠕变力学试验。研究表明：相同围压下,粒径越大的砂岩,其强度、粘聚力及变形量越小;同等粒径下,长短期强度值及变形量随着围压升高呈线性增加;砂岩的渗透率在屈服阶段快速增加并在破坏前后达到最大值,粒径越大的砂岩,其渗透性越强;相同偏应力和围压下,砂岩的稳态蠕变速率随着粒径增大而减小;同等粒径和围压下,稳态蠕变速率随着偏应力增加而呈指数型函数增长;同等粒径和偏应力下,围压越大,其稳态蠕变速率越低;三种粒径砂岩在长期荷载作用下对应的强度较短期值下降了40豫耀60豫,内摩擦角和内聚力则分别较短期值降低了40豫和40豫耀50豫,其中,中砂岩下降幅度最大。     

面板坝铜片止水力学性能的试验研究

本文对面板坝的基本止水铜止水的力学性能进行了试验研究，提出了变埋深方法测试铜片与混凝土的粘接强度，得出了有意义的结果。另外，采用应变片量测方法对铜止水薄壳结构在纯剪切作用下的力学特性进行了研究，为了解铜止水在复杂应力状态下的变形特性提供了依据。     

聚丙烯纤维混合粘土的力学性能试验研究

通过直剪试验和动三轴试验,研究了聚丙烯纤维混合粘土的静动力学性能,分析了混合粘土的抗剪强度特征和动强度特征,并分析了聚丙烯纤维含量对粘土静动力学性能的影响,结果表明:聚丙烯纤维影响了粘土的抗剪强度,随着聚丙烯纤维含量增加,聚丙烯纤维混合粘土的抗剪强度先增大后减小.聚丙烯纤维含量对粘土的动强度的影响呈现出一致的效应,当含量小于8％时,粘土的动强度有明显的增大,且含量越高,增加越大;当聚丙烯纤维含量高于8％时,会导致混合粘土的粘结作用不足,从而会影响粘土的强度.     

大理岩干湿循环力学特性试验研究

针对库水变幅带边坡岩体水力风化作用下性能劣化现象,选取锦屏水电站左岸边坡大理岩为研究对象,采用干湿循环处理,开展了单轴和不同围压下的三轴压缩试验,研究了大理岩在不同干湿循环作用下强度、变形和破坏形式等力学特性。试验结果表明:大理岩单轴峰值强度与干湿循环次数呈负相关关系,初次循环阶段的劣化效应显著;较低循环次数下大理岩内摩擦角基本不变,黏聚力有较大幅度下降,总体上黏聚力受干湿循环作用的影响效应比内摩擦角更敏感;干湿循环对大理岩有一定程度的软化作用,多次循环后大理岩弹性模量逐渐降至临界值,围压的增加能有效弱化这种软化作用。     

地基沉降对BCCP接口力学性能影响的试验研究

BCCP是一种具有广泛应用前景的输水用大口径新型复合管道,其管道接口结构的稳定对整条管线的运营至关重要。为研究地基沉降对管道接口力学性能的影响,设计了BCCP地基沉降试验,分析地基沉降值与相对转角之间的关系以及接口应变分布和变化规律,最后给出接口结构失效判别标准。试验结果表明:当接口相对转角的绝对值达到极限值附近时,接口结构发生破坏,在工程应用中该极限值可以作为判断接口结构完整性的下限值。