边坡工程中压力分散型锚索施工技术

压力分散型锚索是一种新型单孔复合锚固体系,其在同一锚索孔中设置多个单元锚索,各单元锚索具有各自不同的自由长度和锚固长度,并通过预先的补偿张拉,使锚索的集中拉力分成为多个较小且荷载数值相等的分散压力分别作用于各单元锚索的锚固段上。结合330国道K17+440～695段路基边坡治理的工程实践,论述了压力分散型预应力锚索的施工工艺以及在施工及工程运行管理中应注意的一些要点。     

矿用锚索捻距与拉伸力学性能及锚固效果关系

矿用锚索主要由多根钢绞线缠绕而成,具有可弯曲、抗破断能力强及成本低廉等优点,在煤矿巷道围岩、特别是巷道顶板稳定性控制中广泛采用。捻距是制作锚索的重要参数之一,煤矿在选取锚索时,因了解尚浅而往往忽略这一参数。为探究捻距参数对锚索拉伸力学性能与锚固效果是否存在影响,采用理论分析与室内试验相结合方法,初步厘清了捻距参数对锚索拉伸时的几何变形特征的影响,明晰了其对锚索锚固力的影响机制。基于试验获得的锚索拉伸及锚固拉拔数据,构建数值模拟模型,与井下试验结果进行对比,得到了捻距与其极限拉伸载荷、最大锚固力的关系式,获取了能够充分发挥锚索拉伸力学性能与锚固效果的最佳捻距。研究结果表明：在锚索受到拉伸时,在一定范围内捻距与延伸率的关系为负相关,与拉伸极限载荷的关系为正相关;锚索-锚固剂界面存在一定的几何匹配关系,捻距减小至其13倍公称直径时,最大锚固力随着捻距的减小而增大;综合分析锚索极限拉伸载荷与最大锚固力等因素发现,能够充分发挥锚索拉伸力学性能与锚固效果的最佳捻距范围为13～14倍公称直径。研究成果增加了锚索捻距对拉伸力学性能影响的认识,明晰了对其锚固机制的理解,为锚索制作及煤矿选取锚索提供了参考...     

矿用小孔径预应力拉力分散型锚索锚固结构研究及应用

采用数值模拟方法分析了目前煤矿小孔径树脂锚固锚索剪应力分布特征,指出其受力本质为拉力集中型,在外锚固起始段会产生严重的应力集中现象,容易造成锚索锚固段渐进破坏,进而导致锚索锚固失效。通过凝胶时间达6～8h、抗压强度60MPa以上缓凝型树脂锚固剂的研发,提出了矿用新型小孔径拉力分散型锚索结构及施工工艺。在现有矿用锚索支护施工工艺不变的条件下,实现了同一钻孔内不同锚固段树脂药卷的分时分段锚固。数值计算结果表明矿用拉力分散型锚索能够将锚固段剪应力分散至两处,显著降低锚固段应力集中程度。工程应用结果表明,该技术能够大幅提高锚索内锚可靠性及锚索强度利用率,有效改善锚索内锚力与破断力的匹配性能,对巷道变形控制效果显著。     

煤矿锚索支护初始锚固力值的确定

为解决煤矿巷道锚索支护的初始锚固力值的问题,通过对锚索的受力分析,提出了煤矿锚索支护的延展条件及临界条件.给出了锚索支护初始锚固力值的计算公式,解决了锚索支护初始锚固力值的确定问题.     

锚索搅拌性能与锚固力关系分析

锚索载荷观测数据表明,锚索实际载荷普遍远低于其额定工作载荷。锚索锚固拉拔的试验发现:普通钢绞线难以充分搅拌锚固剂,未能使锚固剂中的2种组份均匀混合,树脂锚固剂未能完全固化,这是煤矿巷道支护中锚索内锚固力低的主要原因,而采用叶片式搅拌锚索可以大大提高锚索的搅拌性能,使锚固剂得到充分搅拌和均匀混合,提高锚索内锚力。     

锚索锚固技术的仿真实验研究

锚索锚固技术的核心是锚索的锚固力问题。采用不同内径的钢管在地面进行锚索锚固的仿真实验,实验内容包括锚固剂的推送、锚固剂的搅拌、锚索的锚固状态检查等。采用工业内窥镜窥视锚固剂的推送过程,通过剖开实验钢管检查锚固剂搅拌后的实际物理性态和钢绞线的锚固情况。仿真实验表明,锚索孔直径与锚固剂直径不匹配,会导致锚固剂在推送过程中发生相互挤错位;目前的锚索锚固技术会造成钢绞线穿过锚固剂而不能搅拌混合均匀锚固剂而使其发生假性锚固,锚固剂包装膜难以完全搅拌破碎,这些因素是导致锚索锚固性能或锚固力降低的基本原因。     

承载器的研制与应用

随着锚索支护在煤矿巷道深部支护中的广泛应用,其锚固力的检测已势在必行。目前市场上没有可靠的锚索锚固力检测机具,针对锚索锚固力的检测比较困难的课题,研制了协庄煤矿SCQ-30型锚索承载器,与相适应的MLJ-30型液压锚杆拉力计配套使用,利用锚杆拉力计来检测锚索锚固力。经过现场的试验,取得了良好的效果,现已在金矿推广使用。该机具实现了一机多用,节约了购置费用,解决了锚索检测的难题。     

压力分散型锚索与普通拉力型锚索的对比

通过三福高速公路SA13合同段K248 230～334右侧三级边坡护坡工程施工实践，从受力原理、杆体材料、锚索结构、理论伸长量的计算、张拉程序等方面对压力分散型锚索与普通拉力型锚索进行了对比，分析了二者的差异。     

采场锚索预加固技术的研究

传统锚索设计方法只考虑单根锚索的悬吊作用,而忽略了群锚效应,加大了锚索加固的盲目性。稳定性图解法通过岩体工程地质调查来掌握岩体的基本特性,首先对采场进行稳定性分析,在此基础上确定其支护参数,并针对具体锚索型号验算锚固力。采场帮壁锚索加固试验证明,稳定性图解设计法是切合实际的,确定的锚索参数及受力分析是比较合理的。     

福堂水电站震后厂房边坡锚索加固及应力监测与分析

"5·12"汶川大地震后,震区边坡稳定性受到严重破坏,出现多种破坏形式,如崩塌、滑坡、变形等等。不稳定边坡存在巨大的安全隐患,所以对边坡进行加固势在必行。预应力锚索是高边坡危害防治的主要手段,将大吨位的预应力锚索锚固于边坡体内稳固的岩层中,通过施加预应力,可抵抗边坡体深层破坏和变形。锚索预应力变化监测对于岩土锚固工程具有重要意义,它通过监控施工过程中及工后的预应力状态,检验加固工程是否达到预期效果,根据长期的监测结果对坡体稳定状态做出评价,并决定是否需要采取适当的补救措施。结合福堂水电站震后厂房边坡锚索加固及其应力监测,探讨了压力分散型锚索应力损失及变化规律,对岩土锚固工程设计、施工提供技术支持。     

SKP15-1/1860型矿用锚索使用方法

矿用锚索是煤矿巷道围岩加固普遍使用的装置,优点是锚固性好,承载能力大,安全可靠,便于制造和安装,制造成本低,经济耐用。掌握正确使用方法是确保矿用锚索锚固力的重要保证。它的组成由锚具、锚盘、钢绞线组成。文中详细阐述了使用矿用锚索的方法和要求。     

锚索锚固性能不稳定原因分析及解决途径

针对王村煤矿14505轨道巷断层群内锚索锚固力不够的情况,通过分析井下地质条件、索体表面形态及锚固剂性能等影响因素,在此基础上提出了合理的解决方案,井下应用效果明显,有效提高了锚索支护效果。     

预应力锚索有关问题的分析研究

在预应力锚索支护工程实践及预应力锚索试验的基础上,就锚索锚固力影响因素、锚固力及锚固段长度确定、锚索防腐等问题进行了分析研究,提出了自己的认识和理解,并对新型自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索进行了介绍.     

煤矿巷道支护锚索锚固端树脂药搅拌效果改进技术研究

本文基于锚索支护存在的主要问题,提出了改进煤矿巷道支护锚索锚固端树脂药搅拌效果的策略,并结合本人实际工作现状进行了详细论述,以期有效增强锚索锚固力,进一步改善巷道支护效果,更好的防范各类安全事故。     

压力分散型锚索在高边坡支护中的应用

预应力锚索在高边坡支护治理工程中得到广泛应用,压力分散型锚索能提供更大的锚固力,是治理破碎高边坡的重要手段。近年来在公路市政边坡、水利水电和建筑边坡的支护设计中较多采用,压力分散性锚索在高边坡支护实际应用上取得了较好的效果。根据预应力锚索在高边坡治理工程中的应用实例,针对其施工技术规范要求、技术特点、施工工艺、施工中的关键环节及经济效益结合工程实例进行了论述,为高边坡支护设计和施工提供了宝贵经验。     

卸荷作用下预应力锚索锚固特性研究

在超前预应力锚固或边锚固边开挖工程中,卸荷作用影响已张拉锚索的预应力和锚固段剪应力分 布。通过卸荷条件下拉力、压力集中型锚索锚固特性试验,研究卸荷带锚索的荷载传递机制、锚索锚固段剪应力分 布规律和预应力发展规律。研究表明：卸荷作用对拉力集中型锚索索体表面剪应力的影响主要为内锚段起点 1/3 内锚段长度范围内的剪应力增大;对 2 种锚索注浆体表面剪应力的影响主要为剪应力分布曲线峰值增大。压力集 中型锚索注浆体剪应力的峰值增大比率较拉力集中型锚索的更大。卸荷作用导致了 2 种锚索注浆体剪应力集中 区发生塑性滑移破坏,因而 2 种锚索注浆体剪应力峰值点向内部小距离移动。卸荷作用导致了 2 种锚索预应力产 生台阶式的增大,压力集中型锚索预应力的增加比率比拉力集中型锚索预应力的大。研究结果为预应力锚索的优 化设计提供了一定的参考。     

预应力锚索锚固效应影响因素的数值仿真试验

采用连续介质快速拉格朗日计算程序,从荷载传递及锚固机理入手,将传统的整体式锚固系统做锚杆体-砂浆-围岩分离式考虑,建立锚固系统各种破坏形式和判断方程.通过数值试验模拟预应力、锚固段长度、锚索刚度、岩土体性质等对锚固效果的影响,并由拉拔试验动态模拟锚固系统的破坏过程,将所得结果和已有研究成果相比较,得出更严密准确的结论,为工程实际应用提供可靠的参考意见.     

基于Mindlin基本解的压力型锚索受力分析

为了进一步对压力型锚索的锚固机理进行理论研究,借鉴半无限体内部作用有集中荷载的Mindlin基本解,推导了在圆形均布荷载作用下压力型锚索的锚固段注浆体受到的压应力近似解和锚索孔壁与注浆体之间接触面上的剪应力近似解。在此基础上,分析了锚索孔半径、承压板半径和岩体的泊松比对注浆体受到的压应力和锚固段接触面上的剪应力的影响。研究结果表明：锚索孔半径对注浆体受到的应力分布的影响很大,承压板半径的影响较大,泊松比的影响较小。研究成果进一步丰富了压力型锚索锚固机理内容,可为压力型锚索设计提供理论参考。     

锚杆锚固力试验研究现状

详述了国内外锚杆锚固力的试验研究成果,包括:拉拔载荷下锚杆粘锚力的分布规律以及锚杆形状、锚固剂强度和岩体强度对粘锚力的影响;岩体特征、锚固单元特征和加载特征对加锚节理面抗剪性能的影响;锚杆长度、锚杆预紧力、树脂环体厚度及淋水、动载荷等其他因素对锚固效果的影响。讨论了锚杆锚固力试验研究中存在的问题及需进一步研究的方向。     

不同预紧力锚杆锚索对围岩支护应力场影响研究

针对不同预紧力情况下锚杆锚索对围岩支护应力场的影响进行了研究,得出了几点重要结论:随着锚杆锚索预紧力的增加,巷道周围有效压应力区呈现逐步扩大的趋势,同时锚固范围之外的应力降低区也随着预紧力的增加而扩大。在同一预紧力情况下,锚杆的自由段轴力大小可以视为均匀分布,但在锚固段部分,由于预紧力的损失,在很短距离范围内,锚杆轴力明显减小,直至减小为0。对锚索施加预紧力时,锚索尾部附近均出现了明显的应力集中。在同一预紧力情况下,锚索距离顶板越远,最大主应力越小。在不同预紧力下,在同一距离处,预紧力越大,最大主应力也将越大。