分级荷载作用下土层锚杆承载特性试验研究

通过进行物理模型试验,研究了端锚型土层锚杆在分级荷载作用下各层锚杆的受力特征以及随荷载作用时间的变化规律。结果表明:(1)端锚型土层锚杆在地面荷载作用下,各层锚杆上的应变始终保持顶层最大,中间次之,底层最小的规律;(2)同一荷载作用下,随着作用时间的增长,端锚型土层锚杆轴向应变先增大后减小,直到稳定;随着地面荷载的逐渐增加,各级荷载作用下端锚型锚杆达到应变峰值的时间和应变稳定值的时间均为先增加后减小,表现出明显的时间效应;(3)端头锚固型锚杆较大荷载作用下,顶层和中间锚杆受力最大,底层锚杆受力最小。     

永久性土层锚杆设计的安全系数和试验荷载

对比《建筑基坑支护技术规程》(JGJ1 2 0— 99)和《建筑基坑工程技术规范》(YB92 5 8— 97)中有关锚杆的设计规定 ,探讨了土层锚杆设计中的安全系数和试验荷载问题。结合《土层锚杆设计与施工规程》(CECS2 2 :90 )提出了采用建设部规程JGJ1 2 0— 99设计永久性土层锚杆时的安全系数和试验荷载取值。     

爆炸荷载下锚杆动态响应试验研究

 通过物理模型试验,研究集中装药爆炸荷载作用下临近工作面端锚锚杆的动态响应。利用黏贴在锚杆上的应变片,测得动载期间不同锚杆断面处和距工作面不同距离锚杆上的应变波,并对数据进行分析研究。模型试验结果表明：爆破引起锚杆的振动时间约为5 ms,初始应变波可以是拉伸波,也可以是压缩波;爆破过后锚杆存在残余变形,最大残余应变发生在锚尾的自由段,最大动态拉应变发生在锚杆中部的锚固段。将锚杆的总应变分解为轴向应变和弯曲应变后,发现临近工作面的锚杆在爆炸动载作用下的主要变形为弯曲变形,轴向变形相对较小;动载过后锚杆处于弯曲状态,随锚杆至工作面距离的增加弯曲应变波的频率和幅值下降明显。采用小波包理论分析爆破引起锚杆振动的频率分布,进一步证明弯曲应变波的频率与锚杆至工作面距离的增加而衰减的规律。与以往现场测试结果的比较表明,物理模型试验测得的应变波总体上反映了工程锚杆的动态响应。     

土层锚杆蠕变试验研究

目前在工程中,往往注重锚杆的荷载变形行为,很少关注其时间效应行为。我们做了2根土层灌浆锚杆的拉拔蠕变试验,并对锚杆拉拔的蠕变特征进行了分析。首先利用锚杆拉拔蠕变曲线画出了等时拉拔力-位移曲线,然后计算各时刻等时曲线的割线刚度,并分析了刚度和时间之间的关系。建立了锚杆抗拔的流变力学模型,并由此得到了长期抗拔力随时间的变化规律,求导出锚杆拉拔的长期抗拔力。结果表明,锚杆的长期抗拔力约为瞬时抗拔力的85%~90%。     

土层预应力锚杆承载力的试验研究

灌浆工艺是影响土层预应力锚杆承载力的一个重要因素.文中通过对高压灌浆浆液扩散过程及灌浆结石体强度增长机理的分析研究,并结合现场土层预应力锚杆试验,认识到高压灌浆工艺能从根本上改良土体的物理化学性质,从而在灌浆范围内产生一种新的介质,达到显著提高土层预应力锚杆承载能力的目的.     

深基坑工程中土层锚杆的设计应用

文中针对实际工程存在的问题,并结合论文调研,探讨解决土层锚杆在设计和施工中一些问题.     

张拉荷载下全长粘结锚杆工作机理试验研究

三峡水久船闸闸室的高、薄混凝土衬砌墙由高强结构锚杆与闸室岩体联结，单根锚杆在工程运行期所受最大张拉荷载可能达到600kN，薄混凝土衬砌墙能否提供足够的锚固力，以及混凝土的受力和破坏状态如何，是工程中非常关心的问题。以三峡工程问题的现场试验为依托，在回答工程问题的同时，着重讨论了在受张拉荷载作用下全长粘结锚杆的工作机理，指出了锚杆在轴向受拉过程中，受锚杆螺纹的影响，锚杆与粘结介质之间将产生法向剪胀变形，对产提高锚杆的锚固力具有特别重要的意义。还对全长粘结锚杆的设计理论、提高锚固效果的措施进行了讨论。     

反复张拉荷载作用下锚杆工作机理试验研究

三峡永久船闸高强结构锚杆在工程运行期将承担水压力、温度应力等周期性荷载的作用。该文叙述了反复张拉荷载作用下锚杆受力状态、变形特征和锚杆作用机理的现场试验结果,揭示出循环荷载作用下锚杆应力大小和影响范围向会深度传递,但变形相对稳定。     

土层和岩层锚杆的试验研究及分析

锚杆和地下连续墙或围护桩结合起来作为高层建筑结构的支护结构,在我国得到了广泛的应用。该文根据锚固在不同土层和岩层中的9根锚杆的抗拉试验结果,对这类锚杆的粘结强度进行了分析。     

土层倾斜锚杆理论计算与试验的差异性探讨

永久性土层倾斜锚杆施工所适用的规范目前只有《土层锚杆设计与施工规范》(CECS22:90)。在土层倾斜锚杆计算时,规范中给出的土层与锚杆间的粘结强度采用的是一次常压灌浆测定的数据,当采用二次劈裂注浆施工工艺时,理论计算与实测数据会存在较大的差异。根据具体工程试验数据,分析了土层倾斜锚杆理论计算与实际试验存在较大差异性的原因。在粉土和粉质粘土的地质情况下,二次劈裂注浆形成的锚固体的等效直径是钻杆直径的1.5倍以上。在计算承载力时,仍可采用一次常压注浆测定的数据,但此时不用再考虑锚杆突起和地下水对承载力的影响。     

透明土中连续球体型锚杆拔出机理研究

采用透明土材料和粒子图像测速法(PIV)技术,通过物理模型试验研究锚杆拔出机理。在模型试验中采用A、B两种不同尺寸的连续球体锚杆锚固段,试验获得各锚杆锚固段上移对周围土体的扰动规律、锚杆位移与锚固力变化曲线以及拔出破坏时破裂面的位置及形状。通过分析连续球体锚杆锚固段的极限承载力和锚固段破坏机理,推导出连续球体锚杆抗拔力的计算公式。试验结果分析表明:本文试验条件下,锚杆拔出时竖向位移最大影响范围与连续球体的半径和间距有直接关系;A、B型连续球体锚杆的极限承载力,分别比普通圆柱型锚杆提高52%和117%;连续球体锚杆锚固段在上拔破坏过程中抗拔力的贡献可分为3个部分:直杆与土层的黏结、肩部端承力和黏土黏聚力。     

土层锚杆拉拔界面松动破坏分析

根据界面黏滑本构模型假定和剪切位移法基本原理,推导了土层锚杆拉拔临界松动荷载理论公式和锚杆拉拔荷载与松动长度内在关系表达式。界面黏滑特性致使锚杆剪应力重新分配,引起荷载进一步往里端传递,加剧里端锚固体损伤劣化。依据界面抗剪强度与残余强度之间大小关系将土层锚杆拉拔松动破坏类型划分为渐进式和突发式两种形式,并给出了破坏类型定量判别标准及其所对应的锚杆拉拔极限荷载理论解。最后,结合已有的锚杆拉拔试验资料,通过计算对比分析,验证了方法的可行性。     

列车交通荷载作用下地基土单元体的应力路径

为研究列车交通荷载作用下地基内部动应力特征以及土体单元经历的应力路径,基于2.5维有限元数值方法建立轨道-路堤-地基耦合分析模型,其中轨道在轮轴荷载作用下的弯曲变形用欧拉梁来描述,而列车荷载被简化为作用于轨道上的单个或多个移动轮轴荷载,通过基于半解析的方法推导得到了地基中的动应力解答。剖析列车轮轴荷载作用过程中地基内部土单元体经历的应力路径和其中的主应力轴旋转现象;发现当列车速度低于地基剪切波速时,不同速度的荷载作用下不同地基深度处的土单元应力路径曲线形状都很相似;而当荷载速度增大到接近或者超过地基剪切波速时,土单元应力路径曲线和应力分布均发生很大改变。分析结果为研究交通荷载作用下软土的动力特性及地基长期附加沉降提供了基础。     

静荷载与循环荷载作用下张紧式吸力锚承载

利用自行开发的电动伺服加载装置,在荷载控制方式下,进行了张紧式吸力锚在最佳系泊点受静荷载作用、受静荷载与循环荷载共同作用时的承载力模型试验。依据试验结果,分析了锚的破坏模式、加载方向与静荷载对循环承载力的影响以及循环承载力随循环破坏次数的变化规律。结果表明,静荷载与循环荷载作用下,如果锚受到的竖向极限抗力小于水平极限抗力,锚的破坏为竖向平移拔出土层的模式;静荷载作用下锚达到极限状态时,系泊点沿系泊方向的位移大约为 0.6 倍的锚径;同一循环破坏次数下, 循环承载力随静荷载比增加而增大,且 锚能承受的循环荷载取决于锚受到的静荷载比;当静荷载比为 0.5 左右时,锚承受的循环荷载最大; 对于同一静荷载比,当加载方向从 30 °变化至 40 °时对循环承载力比随循环破坏次数的变化关系没有 明显影响; 锚的循环承载力随循环破坏次数增加而降低;若锚受到的静荷载比大于 0.5 , 循环破坏次数不大于 1000 ,则循环承载力最多减小至静承载力的 75% 左右。     

岩土锚杆抗拔试验的规范应用与探讨

锚杆抗拔试验在岩土锚固技术中的作用十分重要,也是相关规范中不可缺少的内容。本文通过对现行主要规范（程）锚杆抗拔试验规定的对比分析,在认识目前我国岩土工程技术标准现状的基础上,着重探讨锚杆试验中杆体弹性伸长量的计算意义,锚头位移相对稳定标准的规定以及试验工作中对不同规范的针对性选择问题,力求使锚杆抗拔试验在面对众多试验规...     

海流作用下平板锚的抗拉承载力

吸力贯入平板锚是一种系泊深海浮式结构的新型基础,设计中通常假定平板锚的抗拉承载力等于不排水条件下的短期抗拉力。但在季节性海流等长期荷载作用下,由于海床中超静孔压扩散导致吸力消减,平板锚的长期承载力可能远小于短期抗拉力。提出一种基于网格重分的大变形耦合有限元方法模拟海流引起的平板上拔过程,采用修正剑桥模型描述正常固结黏土海床的力学性质。大变形耦合计算得到的短期承载力系数与不排水精确解吻合,验证了所提数值模型的的可靠性。针对不同的海流荷载幅值,计算平板锚达到失稳所需时间,建立海流容许持续时间与荷载幅值及海床渗透系数之间的关系。当海流持续时间一定时,长期承载力随渗透系数的增加而显著降低。对于渗透系数10-8 m/s的海床,如果海流持续3个月,保证平板不失稳的海流荷载不能超过短期抗拉力的60%。     

砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载特性研究

水平荷载引起桩体水平位移,导致桩侧摩阻力发生变化,从而影响单桩的竖向承载特性;竖向荷载影响桩周土体抗力,并随着桩身挠曲变形而产生附加弯矩,从而影响单桩的水平承载特性。利用室内模型试验研究了砂土中单桩在竖向和水平荷载共同作用下的受力和变形特性。试验结果表明:预先施加竖向荷载有利于单桩水平承载力的提高和水平位移的减小;预先施加水平荷载对桩身上部桩侧阻力的发挥有减小作用,但水平荷载的增大对桩端阻力的发挥有促进作用,总体上表现为预先施加水平荷载削弱了单桩的竖向承载力;单桩水平荷载引起的最大弯矩位置在地面以下约5d~7d处,水平荷载对桩身弯矩和桩侧摩阻力的影响主要集中在地面以下0~10d的深度范围内。结合已有研究成果和理论分析,验证了试验成果的合理性并从理论上分析了砂土中竖向和水平荷载共同作用下的单桩承载机理。     

超载软土地基主动加固控制邻近桩基侧向变形分析

本文以上海某工业厂房为例采用有限元方法讨论了深层搅拌法加固宽度、加固深度等对邻近堆载桩基侧向变位的影响,结果表明:(1)加固存在特征加固深度(临界加固深度和极限加固深度),当加固深度位于临界加固深度和极限加固深度范围内时,可显著降低桩基的侧向变形。当加固深度小于临界加固深度时,不但不能降低邻近桩基的变形,反而会增大桩侧土压力和侧向变形;当加固深度大于极限加固深度后,再增加加固深度效果不明显。加固宽度也有类似现象。(2)加固搅拌桩对邻近堆载桩基侧向位移有三种作用模式,即短桩挤压模式、中长桩遮拦模式和长桩嵌固模式,分别与特征加固深度相对应。(3)在其它条件相同的情况下,提高加固深度比增大加固宽度,能更有效地控制受邻近堆载作用桩基的侧向变形。     

排桩锚杆复合土钉作用机制的试验研究与分析

本文结合某基坑工程,采用分布式光纤测量技术配合应力计监测土钉和预应力锚杆的应力分布、轴力变化,研究了基坑开挖过程中土钉和预应力锚杆的应力应变随工况发生变化的规律、注浆效应对土体力学参数及其对基坑潜在滑裂面变化的影响。得出主要结论:在试验条件下,预应力锚杆轴力随开挖深度增加而增加,开挖完成后随时间变化,预应力锚杆轴力逐步减小、土钉轴力逐步增加,锚杆与土钉承载力发挥难以协调,降低了总的安全度;未考虑排桩插入深度对支护的作用,是导致预应力锚杆和土钉轴力较小的原因,排桩复合土钉应考虑排桩的支护作用。通过对排桩预应力锚杆复合土钉支护体系的受力变形分析,提出了该支护设计的建议,对类似工程的设计和施工有着重要的指导意义。     

地下水位对土质边坡的影响研究

针对滑坡给人类的生命和财产带来的巨大危害,分析了地下水对各种土质边坡的影响,并通过Geo-slope软件,分析了地下水位变化和边坡最小安全系数的关系。治坡先治水,在工程实践中要注意治水的原则和要点。