在开挖与超载过程中锚固洞室 锚索预应力变化特征

 通过地质力学模型试验方法，研究洞室在开挖与超载过程中自由式锚索和全长黏结式锚索的预应力变化特征。给出锚固洞室在开挖与超载过程中锚索预应力变化的展开图，并给出锚固洞室中锚索预应力的变化特征：在洞室开挖过程中，两种锚索的预应力都普遍减小，但自由式锚索减小的较少(15%左右)，全长黏结式锚索减小的较大(20%左右)，减小的幅度平均为15%～22%。不同部位的单根锚索，其预应力减小的数值大小及所对应的部位都具有很强的随机性。在洞室超载过程中，锚索预应力普遍增加，增加较大的部位与侧压系数N有关，在N＜1时主要是洞室两侧拱脚部位增加较大，拱顶和地板部位增加较小。无论是开挖过程中锚索预应力的减小，还是超载过程中锚索预应力的增加，都是锚索初始预应力较小的，锚索预应力相对改变量较大；否则则较小。因此，在确定锚索超张拉比值时，对不同吨位的锚索应取不同的比值。对吨位较大的应取较小值，对吨位较小的应取较大值。对锚固工程设计和现场施工具有重要参考价值。     

地下洞室群围岩锚固中的新材料和新工艺

某工程发电地下洞室群围岩锚固设计中，为确保洞室群围岩稳定、提高支护材料耐久性、加快施工进度、简化施工工艺，根据论证，通过现场试验，已成功地采用了水泥药卷预应力锚杆和无粘结防腐预应力锚索、喷钢纤维混凝土、喷聚丙烯微纤维混凝土等新材料和新工艺。这样，保证了工程质量，确保了发电工期，具有巨大的经济效益。     

锚固洞室抗爆模型试验锚索预应力变化特性研究

采用抗爆模型试验的方法,进行预应力锚索对洞室的抗爆加固效应的模型试验研究,探讨试验中爆炸引起的锚索预应力变化特点,得出不同锚索加固洞室的预应力变化特性和一些规律性的认识。对试验内容进行相应的动力数值计算,从而证明试验结果的可靠性,并提出合理的锚固工程抗爆加固设计建议。     

在爆炸荷载条件下锚固洞室破坏形态 对比试验研究

通过物理模型试验,研究洞室在平面装药和集中装药爆炸荷载作用下不同加固方案的对比抗爆效果.简要介绍新研制的岩土工程抗爆结构模型试验装置、模型试验相似条件、平面装药和集中装药爆炸模拟方法,着重给出在爆炸荷载条件下几类锚固洞室模型的破坏形态试验结果.模型试验结果表明,对相同试验条件下的洞室,在平面装药爆炸试验中洞室拱部材料均发生脱落,在集中装药爆炸试验中洞室拱脚均产生剪切错动裂缝;全长黏结式锚索加固的洞室比自由式锚索加固的洞室抗爆效果好;只增加锚杆长度对阻止围岩裂缝的发展不起控制作用,必须在锚杆间距达到一定密度时才可以阻止围岩裂缝进入锚固区;在拱脚局部加长的密锚杆支护可以有效地阻止或者阻断围岩裂缝的发展,或者迫使裂缝绕过锚固区,从而提高锚固洞室的抗爆能力.研究结果对改进地下抗爆结构加固措施,提高其抗爆能力具有重要参考价值.     

节理裂隙岩质边坡预应力锚索锚固监测与机理研究

根据预应力锚索在三峡工程节理裂隙岩石边坡中的安装和监测结果，给出了预应力锚索实际变形量与理论伸长量之间的关系，指出了预应力锚索锚固后锚固预应力的变化过程与特性，分析了预应力锚索锚固机理及影响锚固效果的因素。     

胶结式预应力锚索锚固段荷载传递特性研究

在边坡工程中大量使用胶结式预应力锚索，但对其作用机制方面研究还很少，特别是关于锚固段的荷载传递特性还存在很多模糊认识。为此，以胶结预应力锚索锚固段与围岩体界面特性、锚固段极限黏结强度以及侧阻力分布规律为基础，给出预应力锚索锚固段合理长度的计算方法，研究岩体特性、灌浆材料特性、束体材料以及三者之间相对刚度等因素对预应力锚索锚固段荷载传递特性的影响等机制问题，为合理进行预应力锚索设计提供了依据。     

地下洞室锚固抗爆技术研究之现状

锚固抗爆技术是提高地下洞室抗爆性能的重要技术手段。综述了国内外地下洞室锚固抗爆技术的研究现状,包括全长粘结锚杆抗爆技术、预应力锚索抗爆技术、锚索+锚杆复合抗爆技术、屈服锚杆抗爆技术及端部消波锚杆抗爆技术;在此基础上,分析了锚固抗爆技术研究中存在的问题,指出了今后应重点开展的研究工作。     

爆炸波作用下预应力锚索受力特征研究

研究爆炸波作用下不同预应力锚索类型的受力特征对提高锚固洞室抗爆性能有着重要的意义。通过模型试验和数值分析,研究了在集中装药产生的爆炸波作用下两种类型预应力锚索的索端张力变化特征和锚索锚固段轴应变变化波形,探讨了两种锚索类型的预应力变化特征和规律,并得出几点有意义的结论。采用显式动力分析程序得出的计算结果与试验数据的吻合性较好,进一步证实了模型参数和建模的有效性和正确性。     

屈服锚索的抗震作用

屈服锚索是预应力锚索大家族中的一个新成员,它的受力特点是在保持支护力恒定的前提下允许围岩变形。当地下洞室遭受爆炸荷载或地震力等动载作用时,以围岩的变形动能来削减动载冲击作用的峰值,以柔性克刚的理念来提高洞室抗动载的能力。它不仅可用于国防工程的加固和改造,也可广泛用于采矿工业中遭受采动影响的巷道和洞室的支护,也可用于抗震工程的加固。在大变形边坡和洞室的支护中也有广泛的应用前景。     

基于岩体安全系数的巷道协同锚固支护方法研究

为解决煤矿洞室锚固支护参数选取难题，提出基于不同安全系数下围岩塑性区分布特征的支护参数选取方法。通过离散元数值模拟技术，将岩块及结构面中的黏聚力、内摩擦角，按照折减系数进行赋值计算，得到不同安全系数情况下围岩失稳区域范围。根据支护及现场实际要求，分析锚固段位置与安全系数之间的关系，从而实现协同支护，定量获得支护参数。研究结果表明：依据强度折减方法，能够有效识别巷道交叉点等复杂洞室风险区域，并可以得到各部围岩安全系数的分布特征。在支护设计方案中，应该保障短锚杆锚固段在安全系数大于1的区域，顶部及两帮腰部等重要部位的长锚索锚固端设置在安全系数大于2的区域，中隔墙采用双控锚索其加固范围为安全系数小于1.3区域。协同支护加固下，实测交叉洞室围岩最大变形值为2.9cm，矩形回采巷道变形最大值27.5 cm，数值计算结果与现场实测结果最大误差仅为0.5 cm，均表明该支护设计方法可靠性较强，为煤矿巷道洞室支护参数定量化设计提供科学依据。     

地下洞库围岩外加固抗炸弹爆炸性能研究

 为进一步提高已建地下洞库的抗爆炸性能,本文提出了对洞库围岩采用交叉锚固进行加固的方法,并通过相似模型试验对加固前后的洞库模型进行了爆炸对比试验;在采用数值模型计算验证后,利用数值模拟的方法分析了锚索参数以及围岩强度对洞库抗炸弹爆炸性能的影响。研究结果表明：在相同的爆炸荷载作用下,加固围岩洞室衬砌结构的压力峰值、加速度峰值、拱顶位移峰值及整体破坏程度均小于未加固围岩洞室,加固围岩的爆腔体积、塑性区半径均较小,岩体内裂缝较少,爆点附近岩体耗散的爆炸能量较多;加固锚索面积越大、倾角越大、间距越小、长度越大、加固围岩材料强度越高时,洞室衬砌拱顶的位移响应峰值越小,且锚索角度的影响最大,围岩强度和锚索间距的影响其次,锚索面积和锚索长度的影响较小。论文研究可为地下防护工程设计和坑道围岩加固提供参考。     

下狮提隧道穿越浅层溜塌体辅助施工技术

详细介绍了下狮提隧道进口段溜塌体采用桩板墙、预应力锚索及主动防护网的综合加固施工技术穿越溜塌体进洞,为今后同类地质条件的隧道施工提供了宝贵经验。     

富水砂加卵石双地层锚索现场试验及数值模拟

以锚拉地连墙为支护形式的基坑工程项目为背景,研究了锚固段穿越富水砂加卵石双地层条件下预应力锚索的锚固性能、传力机理、设计计算及优化方法。首先,通过锚索现场拉拔试验发现富水砂加卵石双地层可以提供较好的锚固力,成孔和注浆工效良好。然后,通过调整FLAC^3D中的cable单元的浆体粘结力参数逼近现场试验结果,得到锚固段与砂层与卵石层间的极限粘结强度建议值分别为30 kPa和200 kPa;与锚索传力机理理论解析方法相比,FLAC^3D中cable单元包含12项参数,可以更加全面地考虑多项影响因素,而且可以反映剪应力峰值随锚固段前端屈服向内部转移的动态过程。最后,通过FLAC^3D调整锚固段长度与设置位置达到优化锚索设计的作用。     

锚杆孔壁形态对其承载力影响分析

通过锚杆注浆体与孔壁之间峰值的抗剪强度试验,观察到某些岩石试件在锚杆轴向拉力作用下,沿孔壁径向产生瞬间整体开裂。分析了产生这一现象的原因,指出它是由孔壁高低起伏、锚杆孔径微变和孔轴线弯曲等锚杆孔壁形态引起的;给出了试验中几类典型岩体锚杆孔壁形态的实测结果,探讨了锚杆孔壁形态对其承载力的影响,详细分析了锚杆孔壁高低起伏的形态对其承载力的影响,从中发现后2种锚杆孔壁形态对其承载力影响更大。鉴于锚杆孔壁形态对其承载力影响数值较大,建议锚固工程设计中应对上述现象进行适当考虑。     

地震作用下预应力锚索抗震性能及预应力损失的研究

该文利用完全动力有限元法,对比有预应力锚索支护边坡与无支护边坡在地震下动力响应的差别,研究预应力锚索的抗震性能;其次,分析不同类型地震波作用下锚索预应力损失的情况。数值结果表明:地震动力作用下预应力锚索抗震效果良好,其预应力损失同锚索的位置与输入的地震波类型有关,在地震动下靠近坡顶的锚索起到的抗震作用更为明显。研究结果对预应力锚索支护边坡的抗震性能分析具有参考价值。     

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。     

锚固支护深部巷道爆破开挖模型试验研究

 为研究锚固支护对钻爆法施工深部巷道围岩分区破裂的影响,采用深部巷道围岩破裂机制与支护技术模拟试验装置,开展高轴地应力条件下锚固支护深部巷道爆破开挖三维相似物理模型试验。爆破开挖、轴向超载完毕,模型巷道洞周围岩径向拉应变和径向压应力均呈现出波峰与波谷的波浪变化,与未支护模型巷道洞周径向拉应变变化规律相似,表明锚固支护模型巷道依然存在分区破裂的趋势。与未支护模型试验结果对比,锚杆和锚索联合支护的模型巷道在锚固支护部位未出现分区破裂现象,分析得出锚杆和锚索的联合作用可实现围岩应力的转移和重分布。研究结果表明,锚固支护对抑制深部巷道分区破裂具有重要的作用。     

拉力型和压力型预应力锚索受力分析及工程应用

根据拉力型、压力型预应力锚索结构特征，本文将拉力型预应力锚索抽象为在假想滑动面处受一个集中力P，将压力型预应力锚索抽象为在锚索孔底处受一个集中力P。工程中一般假想滑动面或锚索孔底距岩土体表面较远。基于以上假定和工程条件把预应力锚索归结到空间体内一点受集中力Kelvin问题。文中引用Kelvin应力解求得了拉力型预应力锚索钢绞线侧壁、锚索孔壁剪应力τ沿轴向分布，求得了压力型预应力锚索孔壁剪应力汲正应力σ沿轴向分布。 根据本文结果：建议岩体中拉力型预应力锚索设计时应以钢绞线与注浆体之间粘结强度作为设计依据。建议岩体中压力型预应力锚索在受力端增加一段钢管改进成压力局部分散型预应力锚索。建议土体中压力型预应力锚索采取孔底扩孔改进成扩大头式压力型预应力锚索。     

滑坡治理工程中锚索与精轧钢锚杆应用对比研究

 在滑坡抗滑支挡结构中是否使用精轧钢锚杆、预应力钢绞线锚索有不同观点：一种观点认为,精轧钢锚杆防腐性能比锚索强,使用年限更为长久;另一种观点认为,尽管预应力钢绞线锚索在库水长期浸泡下可能存在锈蚀失效问题,其防腐是影响工程长期可靠运行的重要因素,但锚索工艺成熟,施工方便,造价相对较低,更便于使用。通过现场试验,对比锚杆、锚索性能、价格,其结果可为各地区地质灾害治理中锚杆、锚索的利用提供参考。     

索结构节点冷压锚固试验与分析

以索穹顶结构的节点设计强度要求为研究背景 ,进行了冷压锚固的模具加工和材料选择 ,并对锚固长度进行了试验研究和有限元分析。研究结果表明 ,采用合理的冷压锚固形式 ,其锚固强度可以达到钢索的设计强度 ,满足轻型索结构的设计要求。