锚索预应力长期损失与岩土体蠕变耦合模型研究

锚索通过反力支座与边坡岩土体紧密接触,当给锚索施加一定预应力后,岩土体同样受到预应力作用而发生形变。该形变不会瞬时完成,而是随时间变化,将导致锚索预应力出现长期损失。将锚索等效成弹性体和广义Kelvin体(考虑锚索应力松弛) 这2种模型,并假设岩土体为考虑蠕变特性的H+nK体(n≤3),结合锚索与岩土体的耦合变形和初始条件,推导出锚索张拉力随时间变化的计算式。经与以往研究成果对比,验证了模型的正确性。同时,研究分析表明,在理论模型中增加岩土体蠕变模型的K体个数及考虑锚索应力松弛现象,可使得拟合曲线更接近于实测的锚索预应力变化。     

不同加载状态曲线锚索沿程预应力损失试验研究

曲线锚索沿程预应力损失是影响衬砌结构应力分布的关键因素,获取摩擦系数和偏差系数尤其重要。开展不同加载状态曲线锚索沿程预应力损失研究,建立了模型试验平台,进行了不分级加载、分级加载和分级循环加载测试,分析了锚固端和张拉端受力特征、预应力损失变化规律、摩擦系数和偏差系数取值,并结合实际工程计算了曲线锚索任意点受力值。结果表明:曲线锚索沿程损失摩擦系数和偏差系数不仅与材料自身属性有关,还受到力学加载状态影响;与不分级相比,分级加载曲线锚索平均预应力损失由 8．47％ 降低至 3．63％,且各级荷载必须给予足够停滞时间,以保持预应力传递;分级循环加载曲线锚索预应力沿程损失大幅降低,而加载时长却较久,不适宜作为常规加载方式,宜作为极个别曲线锚索预应力值不能达标时的应急处置方案。     

边坡危岩治理中对锚索预应力损失的试验研究

预应力锚索在高速公路边坡危岩治理中,对锚索预应力损失进行了现场试验,在对2根压力分散型锚索进行了6个月锚固力监测后,获得了锚固力随时间的衰减变化规律,结果表明锚固力损失受多次循环张拉影响而偏小。     

不同结构锚索预应力损失差异分析

以某坡体采用2 000 kN级的扩孔型和压力分散型锚索对软弱坡体进行加固为例,基于运行初期锚索的预应力损失实测结果,分析了各自的预应力变化规律;通过对两者的对比发现,受内锚固段荷载分布条件改善的影响,压力分散型锚索后期预应力损失更小,在不考虑施工成本和难易的条件下,压力分散型锚索更适合软弱破碎岩体的加固,更易保证岩体的长期稳定性。     

考虑预应力损失的锚索加固条件下边坡长期稳定性分析

实际工程中,岩土体存在的蠕变性质使得加固于边坡上的锚索其预应力随时间而发生损失,从而引发边坡长期稳定性问题。为了正确评估预应力锚索加固边坡的长期稳定性,基于滑动面底面应力假设,并融入锚索预应力损失模型,建立一种新的预应力锚索加固条件下边坡长期稳定性极限平衡计算方法,以此来求出预应力锚索加固条件下不同时期边坡安全系数大小,进而反映边坡稳定状况的动态变化。通过工程实例分析,验证了该方法的可行性,并证实了锚索预应力损失可使得边坡长期稳定性变差。同时,经锚索预应力损失对边坡长期稳定性影响的多参数研究,表明提高锚索的初始预应力值是改善边坡长期稳定性的一种可靠有效途径。     

高边坡锚索预应力变化规律浅析

通过对某水电站高边坡锚索预应力的系统监测和综合分析,讨论坡积层边坡中锚索预应力张拉、锁定中的损失及其变化规律的时间效应,探求预应力损失的主要影响因素,得到以下结论：①锚索锁定损失与张拉力有关,张拉荷载的规格越高,损失率越小;②锚索预应力损失分迅速下降、缓慢下降、相对稳定 3 个阶段;③坡积层中锚索预应力损失的主要影响因素是岩（土）体的蠕变,施工、环境因素的影响具有时效性;④本工程区监测数据验证了临时断面监测仪器布置的合理性。     

边坡预应力锚索服役寿命预测模型对比分析

高边坡开挖加固一般需要采用大量的预应力锚索,这些预应力锚索在长期恶劣腐蚀环境下服役寿命通常难以准确预测.本文系统比较了3种常用的预应力锚索服役寿命预测模型,说明了各自的优缺点及适用性,并以一高速公路边坡为例,通过参数敏感性分析探讨了模型参数对锚索服役寿命的影响规律.结果表明:李英勇模型与邓东平模型计算的服役寿命接近,与刘贞国模型计算的服役寿命相差较大.李英勇模型适用于注浆体较完整、无缺陷、厚度适宜、张拉力变化较大的情况;邓东平模型适用于降雨少、温度变化小、张拉力较小的情况;刘贞国模型适用于氯离子浓度较大,特别是近海地区服役的预应力锚索.此外,锚索钢绞线直径增大对李英勇模型具有较大的积极作用,而对邓东平和刘贞国模型具有不利的影响.采用邓东平与刘贞国模型计算的锚索服役寿命均随着注浆体厚度增加而增大.在常用的水胶比范围内,刘贞国模型预测的锚索服役寿命会随着温度的增大而减少.     

锚索内锚段荷载分布及其随时间变化规律

现关于预应力锚索的研究多集中在荷载传递与加固机理方面,而对于运行期内锚段载荷分布随时间变化及其与锚索有效预应力的关系研究则较少.基于某水电站预应力锚索现场试验,研究了锚索张拉过程中的内锚头变位与内锚段载荷的非线性传递,及运行初期内锚段载荷分布随时间的调整变化规律及其与预应力变化间的影响.研究发现,拉力集中型锚索张拉后内...     

三峡船闸高边坡锚索预应力损失监测成果分析

为了解三峡船闸高边坡预应力锚索的长期工作性能,根据73台锚索测力计累计达15 a左右的监测资料,对锚索预应力变化过程进行了统计分析,分别给出了锚索在锁定时以及锁定后截至2014年12月的预应力损失率量值及分布特点。同时,对锚索锁定后预应力损失率时序曲线进行了模式划分,并就不同模式下的发展规律进行了归纳与对比,指出以“急剧损失期、随机摆动衰减期、周期性平稳波动期”的3阶段发展模式最为典型。在此基础上,针对预应力变化的不同阶段,分析总结了损失原因和影响因素,并就预应力损失和边坡稳定性关系作了简要讨论。     

预应力锚索腐蚀耐久性试验方案设计探讨

预应力锚索在岩土工程加固中应用广泛,其腐蚀耐久性对工程运行安全至关重要,而相关的腐蚀变化规律及机理还有待进一步明确。在总结当前预应力锚索腐蚀耐久性研究成果的基础上,对其腐蚀耐久性室内加速试验方案设计进行了探讨。分析了影响腐蚀的主要因素并拟定了各因素的不同影响水平;采用正交设计方法优化试验方案并通过有限元方法对试验模型尺寸和应力分布进行了计算模拟优化和验证;介绍了模型制作等工艺步骤。相关成果可供类似耐久性试验方案设计参考。      

不同U型锚索布置对预应力闸墩应力与变形的影响

针对如何选用白鹤滩底孔预应力锚索布置方案,采用三维有限元子模型方法对不同U型预应力锚索布置方案下的白鹤滩6#底孔闸墩进行应力和位移分析,初步拟定了两种预应力锚索布置方案。综合比较两种方案下典型剖面及典型剖面上的特征点应力变形情况,判断不同预应力锚索布置方案下闸墩结构的安全性。研究结果表明:对于两种不同的锚索布置方案来说,闸墩与大梁结构的应力与位移均未出现不连续和突变,符合工程经验与应力标准,且方案1的安全性能略优于方案2。其研究成果可为布置锚索的大推力预应力闸墩设计提供参考。     

预应力锚索摩阻力试验研究及危害性探讨

预应力锚索是目前高边坡工程和洞室围岩支护的重要手段,由于锚索摩阻力的存在,导致锚固力不能有效传递,在岩体发生变形时,极易在张拉端形成应力集中从而导致锚索破坏。提出一种新型的让压锚索,通过现场试验,对摩阻力进行测试并对其形成机理和存在的危害进行了探讨。分析认为,目前锚索居中和绑扎方式是影响摩阻力的重要因素,摩阻力的存在是削弱锚索变形能力和产生预应力损失的重要原因。     

三峡工程双线五级船闸高边坡预应力锚索监测成果分析

本文对三峡工程双线无级船闸高边坡锚索测力汁监测资料进行了分析．分析认为,锚索预应力变化总体上分为速损期、波动期和平稳期三个阶段,实测锚索预应力受温度、锚索外锚固段灌浆、降雨、锚索孔造孔质量、锚墩垫板情况和开挖等因素影响：目前高边坡锚固力平均损失率为-12．6％,直立坡锚固力平均损失率为-10．4％,变化不大．分析结果表明预应力锚索在加固高边坡稳定性方面作用显著,高边坡处于稳定状态．     

沈家坡滑坡整治工程预应力锚索施工试验

沈家坡滑坡体治理的主要工程措施之一是预应力锚索锚固,为了验证锚固设计、施工工艺、施工机具和施工参数,选择了两根预应力锚索进行现场试验,为后续施工的顺利进行提供了保证。     

预应力锚索测力计安装情况分析

本文对预应力锚索测力计的安装情况进行分析,将锚索千斤顶张拉施工与测力计监测成果进行对比,为评价预应力锚索施工质量及测力计监测成果分析提供参考。     

超大直径高水压无粘结预应力涵管原型模型试验

吉林引松工程是国务院确定的172项重大水利工程之一,是吉林省有史以来投资规模最大、难度最大的大型跨区域引调水工程。内径5.1 m的超大型现浇混凝土预应力输水涵管能否成功应用,是引松供水工程重大关键技术难题之一。通过开展1〖DK(〗∶〖DK)〗1原型结构模型试验,系统研究了钢绞线预应力变化规律、沿程孔道摩阻力以及张拉锚头摩阻力损失情况、不同工况下混凝土涵管应力变形规律、伸缩缝变形规律等关键问题。在预应力涵管地面水力高压试验封堵技术、全分布式光纤感测技术、磁弹效应测试技术、水下收敛变形测试技术、双螺旋对偶的预应力涵设计方法、气-液复合加压稳压技术、涵管预应力结构三维非线性数值仿真技术以及极度严寒条件下的模型试验技术等方面取得了创新性成果,成功地优化了设计方案、改进了施工工艺。研究成果为推动水利水电工程中预应力输水涵管设计方法的发展提供了技术支撑。     

有粘结和无粘结预应力锚索在混凝土结构中的应用

从有粘结和无粘结预应力锚索的基本概念出发，分析了2种结构的变形、受力机理。在混凝土及岩锚工程中具体采用何种形式应根据具体情况决定，并优先考虑采用有粘结预应力锚索。为了充分发挥预应力的特点，限制混凝土的裂缝，在混凝土梁板设计时，使用无粘结预应力锚索一定要与非预应力钢筋结合。在水电站预应力闸墩设计时采用有粘结预应力锚索。在水电站边坡工程岩石锚固设计中，根据实际揭示的地质资料和监测资料，随时调整设计。由于边界条件、参数等的不确定性，设计随岩石变位而能及时调整对岩体预应力的锚固体系是较合理的。