岩土锚固工程的长期性能与安全评价

岩土锚固在我国土木、水利和建筑工程中已得到广泛应用,其成效显著.岩土锚固的长期性能与安全评价是当前岩土工程界普遍关注的一个热点问题,也是影响岩土锚固工程安全性的一个关键问题.对国内外重力坝、边坡、地下洞室、码头、干船坞、结构抗浮与基坑等17项岩土锚固工程长期性能的分析研究后指出:锚杆设计具有足够的安全富裕度,对锚杆结构整个长度实施完善的防腐保护,采用和发展具有良好化学与力学稳定性的锚杆技术,认真履行高标准的锚杆验收试验和建立完整的岩土锚固工程长期监测与维护管理体系是提高岩土锚固长期性能的主要途径和有效方法.初步建立了岩土锚固工程安全评价模式,还论述了锚固工程危险源的辨认方法,锚杆长期性能的监测与检测,岩土锚固安全工作临界指标以及岩土锚固病害的处治方法.     

岩土锚固技术新发展

近年来,为了适应我国土木、水利水电、矿山和建筑等工程建设高速发展的需要,对岩土锚固综合技术的研究得到了强化,在岩土锚杆的荷载传递机制、设计、结构形式、灌浆工艺以及长期性能和安全评价等方面取得了一系列创新成果,使我国岩土锚固的综合技术水平得到了提升和跨越。目前,我国岩土锚固的工程应用水平已进入世界先进行列。这主要表现在以下几方面:1)开发了可重复高压灌浆型和旋喷灌浆扩体型锚杆,有效克服了软土地层或复杂地层中锚杆承载力低、蠕变量大的缺陷;2)加深了对锚杆荷载传递机制的认识,提出了锚固长度对粘结强度的影响因子,划定了岩土锚杆锚固段长度的合理区间;3)开发并广泛应用了能使锚杆粘结应力分布均匀、显著提高承载力和防腐特性的荷载分散型锚固(单孔复合锚固)体系;4)岩土锚杆长期性能和安全评价的研究取得了明显进展;5)建立了我国岩土锚固技术标准体系;6)工程应用领域和规模不断扩大。     

基于ABAQUS的隧道锚杆垂直锚固的受力分析

运用有限元分析软件ABAQUS进行锚杆在不同岩土条件下垂直锚固的受力模拟,探究锚杆的受力规律。首先查找不同岩土条件的参数,建立岩土体本构模型;其次调查隧道常见的洞口形状和尺寸,建立用锚杆支护的隧道开挖的几何模型;然后调整锚杆结构与岩土体的接触面及连接方式,使模拟情况较符合实际工程;最后用ABAQUS进行应力应变分析。结果表明:对于岩质隧道,岩石的弹性模量小于19.3 MPa时,锚杆垂直锚固的作用不明显;岩土的弹性模量大于19.3 MPa时,锚杆垂直锚固能起到一定的支护作用,且弹性模量越大,锚杆锚固效果越好;对于土质隧道,在常见的粘聚力在0~10 kPa之间的土体中,锚杆垂直锚固作用不明显。     

地下工程中注浆岩石锚杆施工工艺

分析了国内外关于地下工程注浆岩石锚杆施工工艺研究现状,包括基于锚固体加固效果角度对岩土锚固作用机理分析、基于注浆体与岩土局部变形理论对全长注浆岩石锚杆锚固施工工艺研究等,结合地下工程注浆岩石锚杆锚固工程实践,对地下工程中注浆岩石锚杆锚固施工进行了总结,对提高我国岩石锚杆锚固施工技术水平具有一定的工程实践意义.     

岩土锚固研究与新进展

岩土锚固在我国边坡、隧道、地下洞室、基坑、坝体及抗倾、抗浮等工程建设中已得到广泛应用,成效显著。围绕岩土锚固的应用领域与规模、标准化建设、锚固效应与力学作用,荷载传递机制与荷载分散型锚杆(索)、重复灌浆技术、中空注浆锚杆与扩体型锚杆、土钉与复合土钉加固和钻孔机具与监测、检测技术等方面,较全面地论述了我国岩土锚固的主要研究成果和最新进展,并对岩土锚杆的设计、类型及其适应性、腐蚀与防护、长期工作性能与安全评价以及研究方向等有关发展我国岩土锚固的几个关键问题提出了意见。     

影响岩土锚固工程安全性的几个关键问题

描述了中国、美国、英国、日本等国的岩土锚杆标准中关于锚杆设计安全系数、验收试验及锚杆合格条件规定的合理性和必要性。揭示并分析了当前中国的某些岩土锚固工程安全系数偏小,缺少基本实验及降低验收试验标准所造成的严重危害。提出在锚杆验收试验中若出现不合格锚杆应增加验收试验锚杆数量,同时还对不合格锚杆承载力的可利用度判别及如何增补锚杆提出了意见和方法。这些工作都对提高岩土锚固工程的安全性起到重要作用。     

岩土工程中的锚固技术(二)——岩土锚杆的设计

<正> 1 一般要求在计划使用岩土锚杆时,应充分研究锚固工程的安全性、经济性和施工可行性。设计前应认真调查与锚固工程有关的地形,场地、周围已有建筑物、地下埋设物、道路交通和气象等事项,并进行工程地质钻探及有关岩土物理力学性能试验,提供锚固工程范围内岩土性状、抗剪强度、地下水等资料。对于土层,则还应掌握标准贯入值、颗粒级配、含水量和塑限。使用期限在2年以内的工程锚杆,可按临时性锚杆设计,使用期限在2年以上的工程锚杆,应按永久性锚杆设计。还必须指出,有机质土层作为永久锚杆的锚固地层,会引起锚固体的腐蚀破坏;液限ω_L>50％     

岩土锚固工程技术在公路建设中的应用推广

介绍了岩土锚固施工技术的特点、发展与应用，阐述了岩土锚固锚杆的选择与施工方法，并结合几个岩土锚固工程施工事例作了简要分析，以增强对该技术的认识和了解。     

动态

〈岩土锚固〉一书由程良奎、范景伦、韩军、许建平著,中国建筑工业出版社2003年1月出版,16开精装,60.7万字,382页,定价46元。 该书系统地论述了岩土锚固的作用机理、设计计算、防腐保护、工程材料、施工工艺、试验方法、监控量测和长期性能。特别是深入地论述了预应力锚杆与非预应力锚杆、拉力型锚杆与压力型锚杆、单孔复合锚固与单孔单一锚固、缝管式锚杆与水胀式锚杆、自钻式锚杆与中孔式锚杆等各类锚杆的工作特性与适用条件;不同条件下岩土锚杆的设计计算与稳定性分析;锚杆的粘结应力分布与荷载传递方式;锚杆腐蚀的影响因素及防止腐蚀的对策;锚杆的试验方法及验收标准。     

压力型锚杆锚固段长度确定方法研究

通过对压力型锚杆锚固段的受力分析,推导出了压力型锚杆锚固段的轴力分布和剪应力分布,以及锚固段长度的计算公式。并在此基础上进一步分析了压力型锚杆锚固段长度与岩土体弹性模量、泊松比、粘聚力以及内摩擦角等参数的关系。结果表明：锚固段长度随岩土体弹性模量、粘聚力和内摩擦角的增大而减小;随岩土体泊松比的增大几乎呈线性增加,但增幅极为有限;随拉拔荷载的增加而增加。     

拉力型土工布加筋复合锚杆锚固界面应力传递试验分析

土工布复合锚杆是一种可应用于松散地层锚固工程的新型锚锭结构。以某滑坡治理工程为平台,开展了拉力型土工布加筋复合锚杆锚固体与破碎岩土体界面间应力传递规律的实测研究。现场试验结果表明,土工布的加筋鼓胀作用调整了锚固体与破碎岩土体接触界面的应力分布,土工布加筋复合锚杆锚固段近端存在稍长的应力协调缓冲段,随着荷载增大,黏结应力峰值向锚固段深部转移的现象不明显;实测破碎岩土体中拉力型土工布加筋复合锚杆主要抗力区域分布在3.0~13.0 m之间,即有效锚固体长度以不超过15 m为宜,过长的锚固长度对提高锚杆抗拔力意义不大;在松散破碎岩土体中应用土工布加筋复合锚杆技术能起到提高锚固力与节约成本的双重作用。     

锚杆承载力的灰色系统预测法

声波测试技术应用于锚固工程的无损检测中 ,其基本原理是采用动力瞬态激振使锚杆引起弹性振动 ,通过测定锚杆的振动响应来估计和推断锚杆的承载力。通过锚杆质量动测法的试验 ,就锚杆承载力的灰色系统预测方法进行了讨论 ,并与锚杆抗拔检测结果进行了对比。运用灰色系统的锚杆质量检测可取得良好的效果。     

轻质烧结页岩砖砌体螺栓锚固试验

对轻质烧结页岩砖砌体螺栓锚固进行试验,选用4种常用规格螺栓,根据砖体孔形特点及施工随机性,选取4个特定锚固位置进行.试验结果证明,螺栓直径增加,极限抗拉力也相应增加;锚固位置不同,极限抗拉力也不同.建议在后续试验和施工中采用直径10mm型号的螺栓,以满足安全使用要求.     

砂固结预应力锚杆的试验及其数值模拟

砂固结预应力锚杆的锚固力是由砂体与锚孔壁之间的摩擦力提供的。设计了室内试验和现场试验 ,并对这项技术作了深入地研究。基于室内试验成果 ,对现场试验作了数值模拟分析     

极限状态下岩体受拉锚杆锚固承载力的计算

从分析岩体中受拉锚杆的锚固机理及破坏形态出发,研究了承载能力极限状态下受拉锚杆的受力模型,建议在锚杆的锚固承载力计算公式中考虑锚固长度对平均粘结强度的影响,推导了能够反映极限状态下剪力传递机理的受拉锚杆锚固承载力计算公式,并结合岩壁吊车梁受拉锚杆锚固的工程实例与GB 50086公式的计算结果进行了比较、分析和探讨。     

基于锈胀开裂的预应力锚杆（索）使用寿命预测研究

锚杆（索）腐蚀后其体积发生膨胀并形成锈胀力,而锈胀力的增大可导致外围注浆体开裂,从而加速锚杆（索）的腐蚀,故可以此时的锈蚀量作为预测锚杆（索）使用寿命的判别条件。当对外围注浆体进行受力分析时,采用平面应变情况下的圆孔模型弹性理论计算注浆体开裂时的极限锈胀力,并以锚杆（索）与外围注浆体接触面的变形协调条件来计算极限锈胀力时的锚杆（索）锈蚀量。同时,比例参数λ被采用来考虑岩土体对锚固体的约束作用,且将是否考虑注浆体内部裂缝影响作为2种方法计算锈胀力作用下的注浆体变形。然后,将参数选取在一定范围内经曲线拟合得极限锈胀力及对应锚杆（索）锈蚀量的简单表达式,进而根据2种不同适用条件下的锚杆（索）锈蚀速率计算式对锚杆（索）的使用寿命进行预测和分析。经算例对比验证了本文方法的可行性,并对锚杆（索）使用寿命的影响因素进行了参数分析,可知：①不考虑注浆体内部裂缝影响而计算得的锚杆（索）锈蚀量值偏于保守;②外围岩土对注浆体的约束作用对锚杆（索）的使用寿命有积极影响;③铁锈体积膨胀率n对锚杆（索）的使用寿命影响微小,而注浆体泊松比μ_c和保护层厚度c越大则锚杆（索）的使用寿命越长。     

锚杆系统动测信号的特征分析

利用实验室锚杆模型试验所测得的信号,采用现代信号处理技术对信号进行时频分析,得到具体、精确的信号特征。信号的短时傅立叶变换可在相平面表达信号的强度大小,并且杆底反射信号比较明显,但不能反映缺陷处的反射信号。另外,锚杆缺陷越多,反射信号的能量也越大。通过Wigner-Ville分布计算和分析,可得到信号的能量在时间和频率中的分布情况,不同损伤的锚杆的反射能量是不同的。通过与完整锚杆信号相比较可以发现信号变化的大致位置及变化的程度。小波分析提供了更多关于锚杆锚固质量的特征信息,更适合于处理锚杆系统有损伤情况下动测波形的识别。     

土遗址用变径木锚杆锚固机理数值模拟研究

基于室内拉拔试验的物理模型,利用FLAC3D建立变径木锚杆拉拔数值计算模型,分析了变径木锚杆锚固系统的荷载传递规律、界面剪应力分布和传递规律、浆体土体应力场和位移场,并通过数值试验研究锚孔直径、锚杆直径和锚固长度对锚固效果的影响。研究结果表明:数值试验结果与室内拉拔试验结果较为吻合,证明数值模拟木锚杆拉拔过程的可行性和科学性;木锚杆浆体界面剪应力沿锚固段分布不均,主要集中在锚固段顶端和末端的0.1m范围内,末端界面剪应力呈增大的趋势与其变径的结构特征有关,其变径的特点在一定程度上提高了木锚杆的抗拔力;变径木锚杆同时具有拉力型和压力型锚杆的特征,径向具有剪胀作用;锚固影响因素中锚孔直径、锚固长度对木锚杆抗拔力影响显著,而锚杆直径对其影响相对较小;提出了木锚杆极限抗拔力计算公式。     

马鞍山大桥锚固系统关键施工技术

马鞍山长江公路大桥主缆锚固系统是左汊悬索桥的主要受力构件,是大桥建设的关键控制性工程.锚固系统焊接工作量大、焊接变形难以控制,钻孔精度及涂装质量要求高.介绍单双束锚杆度后锚梁拼装工艺、焊接工艺、涂装工艺压质量控制措施,通过在施工过程中采用相应的工装及变形控制措施,有效地保证了焊接质量和变形控制,同时针对锚杆H梁螺栓连接...     

应力波法锚杆加固无损检测的数值模拟分析研究

应力波法锚杆加固无损检测是一种快速、有效的无损检测方法。将锚固体中锚杆和砂浆近似看作各向同性体，应用复合材料的观点，建立砂浆锚杆在力学和物理上等效的一维匀质杆件模型，并确定了等效的工程常数。在一维杆纵向波动理论的基础上给出应力波在锚固体中传播的控制方程，对锚固体缺陷进行数值模拟，通过对控制方程的系数调整，模拟分析了不同缺陷的锚固体在冲击荷载作用下的动力响应。通过实际工程中模型锚杆的实测波形和数值模拟动测曲线进行比较分析表明，采用所建模型的理论分析结果能较好地反映实际锚杆瞬态纵向动力作用特征，激振力函数、等效参数、对锚杆纵向振动特征的模拟是有效的，对提高检测结果的准确性有较重要的意义。