考虑腐蚀效应的锚箱式索梁锚固结构疲劳性能分析

锚箱式索梁锚固结构作为大跨斜拉桥常用的锚固形式之一,其结构复杂、焊缝众多,在车辆、风等疲劳荷载作用下易于发生疲劳破坏。同时,锚箱内部形成的盐雾腐蚀环境会进一步加速锚固区疲劳性能的劣化。为研究腐蚀效应对锚箱式索梁锚固结构疲劳性能的影响,该文采用能反映腐蚀电化学机理的元胞自动机模型获得了锚固区典型构件的表面点蚀坑模型,并以润扬长江北汊斜拉桥为工程背景建立了考虑腐蚀表面粗糙度的大跨斜拉桥的有限元模型。基于现场实测的车辆数据建立了疲劳车辆模型,考察了在疲劳车辆模型作用下典型的锚箱构件腐蚀对索梁锚固结构疲劳性能的影响。通过采用可反映电化学本质的元胞自动机模型代替了工程上传统的均匀折减厚度的方式来考虑腐蚀效应,可充分考虑表面粗糙度和点蚀坑底部的应力集中对腐蚀构件性能劣化的影响。面向大跨斜拉桥整体结构进行受力分析可确保锚固区部位应力分布的准确性。该研究方法充分考虑了腐蚀的电化学效应和实际的通行车辆荷载对索梁锚固区力学性能的影响。研究结果表明：与未考虑腐蚀效应相比,锚箱底板、上腹板和下腹板构件分别在10%的质量损失率下,锚箱式索梁锚固结构的疲劳寿命分别降低了21.18%、26.99%和6.3%。因此,腐蚀效应会大幅降低锚箱式锚固结构的疲劳寿命,需充分予以关注。

     

贯穿裂隙岩体锚固方向优化的模型研究

隧道等地下工程开挖后,围岩会产生许多贯穿裂隙,为保持围岩的稳定,通常需要对围岩进行锚杆加固,而锚固方法的好坏对锚固效果有着直接影响。基于库仑强度准则,利用 坐标面上的岩石和裂隙面强度曲线的位置关系,建立了贯穿裂隙岩体强度和破坏方式的确定方法。在此基础上,以锚固后岩体的抗压强度为目标函数,以锚固角度为变量,建立了锚固后贯穿裂隙岩体的抗压强度与锚杆安装角度之间的函数关系,得出了贯穿裂隙岩体抗压强度最大时的锚固角度,提出了贯穿裂隙岩体锚固方向优化的基本方法。     

锚固参数对土层锚杆锚固力的影响分析

按锚固形态分析了土层锚杆的三种分类,介绍了它们的应用条件。并讨论了锚杆长度、间距、倾角等锚固参数对锚固力的影响。通过简化滑动面,计算单位长度锚杆所提供的锚固力极值,提出了最优锚固角的计算公式。     

解决树脂锚杆锚固剂锚固不牢的措施

分析了树脂锚杆锚固剂在矿井支护使用时锚固力不牢、锚固力失效情况原因,根据实践经验,采用新方法操作工艺可解决锚杆紧固的技术难点。     

地震作用下含软弱层顺倾岩体边坡锚固变形研究

研制了适于浇筑的岩体相似材料,并采用浇筑方式构建了大型锚固岩体边坡相似试验模型,完成了振动台相似模型试验,且测得了地震作用下边坡两锚固界面上的应变,进而对获得的测试数据进行了分析研究.研究发现:通过配制相似材料,采用浇筑方式构建试验模型,进行振动台模型试验是可行的;地震持续作用下锚固岩体边坡地震响应增强,软弱层处砂浆在...     

基于离散元的柱状节理岩体等效弹性模量尺寸效应研究

尺寸效应的研究在评估节理/裂隙岩体力学性质方面具有重要意义,通过离散元数值方法研究尺寸效应。引入Voronoi图模拟随机节理,以相对标准差为标准,衡量试验结果的稳定性和可靠度,进行了足够次数不同尺寸的单轴压缩数值试验。进而采用统计方法分析E_eq(等效弹性模量)和1/E_eq(等效柔量)的尺寸效应。研究表明：相对标准差值为5%对应的变形REV(representative elementary volume)尺寸约为4倍Voronoi多边形平均边长;样本E_eq的均值随着尺寸的增大显著降低,而样本1/E_eq的均值随尺寸变化很小。对结论的适用性进行了分析,实际工程中多采用样本E_eq的均值估算岩体的整体等效弹性模量,建议同时采用1/E_eq均值的倒数估算其下限。并将此方法应用于白鹤滩水电站节理岩体原位变形试验成果的分析。     

基于Qt的锚杆锚固质量检测仪的应用软件设计思路

改革开放以来,我国的基础设施建设发展迅猛,人工隧道和人工高边坡工程大量涌现,锚杆锚固技术作为各类地下工程(隧道、洞室等)及边坡护理的重要手段,已在水电站、公路、铁路等工程施工中得到广泛应用,但这些锚杆是否达到了工程设计要求并对工程岩体起到了锚固作用,被锚固的岩体是否处在稳定的运行状态之中等一系列的检定问题并没有得到很好的解决,因而有人认为高速公路两边的锚杆是高速公路的定时炸弹。显见,锚杆锚固质量的检测工作在锚杆锚固工程中具有十分重要的地位和作用。     

地震作用下顺倾岩体边坡锚固界面剪切作用分析

基于FLAC 3D软件,尝试修正的cable单元建立全长黏结锚杆锚固顺倾岩体边坡数值分析模型,改进剪应力提取方法,分别模拟分析了锚杆-注浆体界面上和注浆体-岩体界面上的剪切作用及其演化。研究发现:注浆体-岩体界面上比杆体-注浆体界面上的剪应力小得多,且均以锚杆上的中性点为界方向相反,分布很不均匀,中性点附近大,锚杆两端小,随边坡地震响应增强锚固界面脱粘并向锚杆两端发展,直至全部脱粘致使锚固破坏。获得了地震波作用下边坡两锚固界面上剪应力及其分布和脱粘破坏过程,揭示了锚固界面上的剪切相互作用和锚固破坏机制,并得到了试验印证。为边坡锚固设计和施工提供了参考。     

弯剪受力下后锚固群锚承载力计算方法分析

在现有研究理论基础上,针对钢-混凝土后锚固连接钢材破坏时群锚弯剪承载力计算进行分析。采用椭圆型拉剪计算公式并假定所有锚栓均参与受剪,将群锚弯剪受力问题转化为受拉最大那排锚栓的拉剪承载力计算。进行了弯剪受力下的型钢-混凝土后锚固连接件静力和低周反复加载试验,锚固方式采用化学植筋。试验结果表明:受拉最大的钢筋首先达到屈服,且发生在整体锚固破坏前,仅钢筋周围局部混凝土在临近破坏时损坏,可以判断为钢材破坏,破坏前有明显的变形征兆,低周反复加载下后锚固连接承载力较相应的静力时低,建议抗震设计时取承载力折减系数0.8。通过对比分析,该文改进后的群锚弯剪受力方法的计算结果与试验数据吻合较好,可为工程设计提供参考。     

外露型钢锚箱组合索塔锚固区水平传力机理

为揭示外露型钢锚箱组合索塔锚固区水平传力机理,基于弹性介质层法推导钢锚箱壁板-混凝土塔壁结合面滑移的理论计算式,进而得到连接件剪力流、钢与混凝土构件轴力的计算方法.通过平截面假定、理论计算式与锚固区节段模型试验结果的比较,验证理论计算式合理性并进行参数化影响分析.研究结果表明:顺桥向预应力和水平索力同时作用时,钢混结合面最大相对滑移 0.055 mm,焊钉连接件最大剪力 15.99 kN,钢锚箱侧壁板受拉应力 6.55 MPa,混凝土塔壁受压应力-1.07 MPa;钢锚箱侧壁板、混凝土塔壁承担顺桥向预应力的比例为 10%和 90%,水平索力的比例为 26%和 74%;锚固区水平传力机理受钢锚箱侧壁板厚度、混凝土塔壁厚度、结合面传力长度、连接件抗剪刚度与顺桥向预应力作用的影响很大.     

节理岩体爆破的研究现状

描述了目前国内外学者对节理岩体爆破的研究进展，分析了常用的一些数学模型，阐述了人们对爆破块度的测定及预报情况以及计算机模型模拟及其应用。节理岩体本身的特性较一般工程材料更复杂、更特殊，因此在爆破作用中，节理对爆破效果的影响有时比岩体本县物理力学性质的影响更显著，所以研究更有理论意义和实际意义。文章提出了节理岩体爆破的研究工作中今后需要解决的一些问题。     

节理岩体爆破的研究现状

描述了目前国内外学者对节理岩体爆破的研究进展,分析了常用的一些数学模型,阐述了人们对爆破块度的测定及预报情况以及计算机模型模拟及其应用。节理岩体本身的特性较一般工程材料更复杂、更特殊,因此在爆破作用中,节理对爆破效果的影响有时比岩体本县物理力学性质的影响更显著,所以研究更有理论意义和实际意义。文章提出了节理岩体爆破的研究工作中今后需要解决的一些问题。     

岩体中节理裂隙面开度的测量方法

本文给出了单裂隙岩体的裂隙面平均开度和等效开度的实用测量方法 ,并推导出了相应的计算公式     

节理岩体爆破的破裂规律分析

通过实验室节理岩体模拟模型的电测实验,分析了节理岩体内爆炸应变波的传播规律及破裂形式,并与数值计算的模拟结果相比较,研究节理岩体爆破能量的耗损,为提高节理岩体的爆破效果提供理论依据。     

体外预应力凸块锚固区配筋设计研究

混凝土凸块锚固区是体外预应力的一种常见锚固形式,目前尚没有成熟的设计方法。本文通过有限元数值分析,揭示了产生局部拉应力集中的3种作用效应;在此基础上,提出了这3种局部作用效应合拉力的解析计算公式,作为凸块锚固区定量化配筋设计的依据。通过南京长江第四大桥引桥凸块锚固区的设计实践,表明该方法具有良好的实用性。     

锚筋腐蚀影响因素的电化学研究

目前对岩石工程中锚筋腐蚀的相关研究较少,主要采用失重、力学性能的变化来评价锚筋腐蚀情况.为此,采用极化方法对锚筋腐蚀状况进行原位监测,以处理得到的极化电阻Rp作为锚筋腐蚀程度的评价指标,研究岩土边坡工程中锚固结构的腐蚀情况.探讨了O2、pH值和施加预拉应力3个影响因素对锚筋腐蚀程度的影响.结果表明:加载应力会提高腐蚀程度;氧气显著加速腐蚀;pH值在4～8之间时,腐蚀速度随着pH值的降低总体上呈现增大的趋势,但在pH=4、通气量充足的情况下,锚筋腐蚀得到一定的抑制.     

动态卸荷诱发节理岩体松动的数值模拟

高地应力条件下岩体开挖面临着初始地应力动态卸荷诱发的节理松动问题.为了提出控制节理松动方案,采用理论与数值模拟方法研究了初始地应力动态卸荷诱发节理松动机理.首先,将计算模型与简单的初始应力瞬态卸载理论结果进行了对比,验证了计算模型及其参数的正确性.其次,采用动力松弛法对地应力初始化,计算了地应力水平、卸荷路径以及卸荷时...     

节理岩体非线性本构模型的研究

基于节理岩体变形的非线性特征,针对在节理剪切过程中微凸体的磨损与破碎而导致的应力下降,提出了考虑峰后软化的切向变形本构模型,将传统的双曲线剪切应力-切向位移关系采用具有驼峰的软化型曲线。对节理岩体法向与切向耦合的剪胀关系,建立了一种新的非线性曲线,修正了以往的线性行为。所得计算结果与试验曲线的比较中,具有很好的吻合性。     

节理岩体对SV波传播的影响

为了研究SV波在岩体节理中的传播规律,以含平行双节理岩体为研究对象,采用快速有限差分方法研究了节理面刚度、节理倾角、节理间距对SV波传播的影响,通过质点振速放缩系数(VSF)的变化来分析影响因素对SV波传播的影响。研究结果表明,节理刚度K对不同位置的VSF影响并不一致,在节理1前监测点的VSF随着K的增大而逐渐减小,其余监测点的VSF随着K的增大而逐渐增大;节理倾角α对VSF的影响较为复杂,但均在45°处出现拐点;各监测点的VSF随节理间距d的增大而减小并趋于稳定。     

泰州大桥南锚碇沉井基础深度效应研究

重力式锚碇基础在计算中通常简化为浅基础,并不考虑深度效应的影响,较为不经济。泰州大桥南锚碇沉井埋置深度达42 m,为将深度效应考虑到锚碇稳定性计算中,故采用有限元法对泰州大桥南锚碇沉井基础的深度效应进行研究。通过计算对比不同埋置深度条件下锚碇基础在施工期及运营期内位移和转角的变化,可知深度效应对锚碇基础承载力的增强作用十分明显。