土层锚索浆体与筋体黏结强度的试验研究

国内外对锚杆筋体与浆体黏结强度的研究成果极少。3项工程64个土层锚索现场试验成果表明:(1)各锚筋与浆体极限黏结力的离散程度很大,普遍存着孤低现象,据此反算得到的浆筋黏结强度的离散程度很大,离散程度与黏结长度无关,与锚筋数量及张拉工艺相关;(2)浆筋黏结强度与地层、注浆工艺及锚筋数量无关,带套管成孔、改善孔内清洁程度可明显提高;(3)浆体设计强度与浆筋黏结强度的对应关系无法验证,实际强度及锚筋外形对浆筋黏结强度的影响亦无法验证;(4)浆筋黏结强度的发挥程度随着黏结长度的增加而有所下降;(5)黏结长度3~6 m时,浆筋黏结强度标准值为0.744~0.664 MPa;(6)土层锚索黏结长度不宜短于8 m;(7)单根锚索钢绞线数量不宜为2条。     

压力分散型预应力锚索张拉施工工艺研究

压力分散型预应力锚索由于单元间长度不同，在相同张拉力条件下各单元的应力状态存在差异，另外受挤压区岩体变形（锚头位移）和张拉设备等因素的影响，相对于拉力型锚索各锚索单元也易产生应力差异，当差异较大时，易造成个别单元应力超限或破坏，影响锚固效率和加固体安全。因此，施工中结合边坡岩体特性和张拉设备条件探讨科学的张拉工艺是压力分散型预应力锚索施工中的重要环节。文章以山东省某高速公路压力分散型锚索张拉施工为实例，通过对压力分散型锚索几种张拉方法的单元受力状态分析和同—三高速公路山东青岛段K14＋600-950边坡工程检验成果，提出了压力分散型锚索先差异荷张拉后超荷载张拉的两序张拉工艺方法。为类似工程提供一定借鉴经验。     

腐蚀环境下预应力锚筋损伤试验研究

 为了深入研究腐蚀环境中锚固结构腐蚀损伤发展规律,考虑氧气浓度与局部腐蚀的影响,在室内开展腐蚀环境下预应力锚筋浸泡腐蚀试验及腐蚀试样材料力学性能试验。腐蚀试验过程中进行电化学测试与筋材局部应变监测,基于试验结果分析预应力、环境pH值、环境含氧浓度等因素与锚筋腐蚀速率、外观损伤特性、单位长度损失量、力学特性之间的关系,并探讨不同含氧环境下预应力锚筋局部应变发展规律。试验结果表明：(1) 弱酸环境中酸性越强锚筋腐蚀速率越快;(2) 氧气对预应力锚筋腐蚀促进作用显著,环境氧气浓度越高腐蚀速率越大,但超过一定值后增大现象不明显;(3) 试验条件下,随着通氧速率增大,锚筋单位长度腐蚀量增加;(4) 锚筋极限伸长率、极限抗拉载荷、弹性模量3个力学指标随着环境氧含量增大有明显的下降现象,且在同一通氧速率下,极限伸长率损失率最大,弹性模量损失率次之,而极限承载力损失率最小;(5) 局部腐蚀使受腐蚀截面力心发生偏移,不同含氧环境下锚杆表面应变发展迥异,富氧侧应变呈拉应变增大趋势,而缺氧侧则由拉应变向压应变发展。     

《抗浮锚杆技术规程》若干规定解读

新实施的《抗浮锚杆技术规程》YB/T 4659-2018,若干规定在相关技术标准的基础上有所创新突破,主要包括:增加了一种锚杆结构划分方法,即把锚筋划分为黏结段、锚筋自由段及张拉段;抗浮锚杆整体稳定验算公式计取了岩体假定破裂面的抗拉力;采用了新的压力型锚杆锚固体局部受压承载力验算公式,并提供了浆体强度侧限增大系数的估算方法;改善了锚杆抗拉刚度系数计算公式并完善了使用条件;将预应力锚杆设计锁定荷载与锚杆拉力标准值之比提高至1.0,并要求低于0.8～0.9时重新张拉锁定;把锚杆基本试验分为了破坏性试验及非破坏性试验两类;增加了锚杆持有荷载试验要求及具体作法;采用了锚筋表观自由长度替代传统的弹性模量作为评价锚杆变形性能的指标。     

锚索拉力监测数据偏差原因分析

某铁路隧道开通运营后轨道板发生开裂,采用锚索对隧道底部进行加固。为分析整治效果,采用锚索测力计对锚索拉力进行自动监测。监测过程中出现锚索测力计监测值与液压千斤顶输入压力不匹配现象,因此对不匹配原因进行分析。研究结果表明,锚索测力计、液压千斤顶、偏心受力的影响不是造成监测数据发生偏差的主要原因;限位板尺寸不匹配导致锚索张拉应力发生损失;注浆浆体强度须达到设计标准后进行锚索张拉;超张拉比例可根据锁定应力损失比平均值确定。     

玄武岩纤维筋的力学特性与破坏模式试验研究

玄武岩纤维筋预应力锚索的主体受力构件为BFRP筋,对BFRP筋的力学性质和破坏模式进行研究,可为BFRP筋预应力锚索在不同岩土工程对象中的应用提供参考和技术指导。研究表明：BFRP筋是一种典型的线弹性材料,极限荷载张拉破坏前筋材只存在线性应变,张拉过程中由于纵向拉伸下筋材环氧树脂基体传递剪力滞后使得BFRP筋具有自断口向两端发展的“灯笼状”破坏模式,极限荷载作用下BFRP筋聚集的弹性能瞬间释放,筋材发生脆性破坏,破坏前无明显征兆;相比于表面未粘砂的BFRP筋,表面粘砂的BFRP筋由于砂粒占据了筋材表面一定空间,导致其环氧树脂基体对玄武岩纤维的包裹程度降低,造成表面粘砂的BFRP筋强度稍低于表面未粘砂的BFRP筋。总的来看,尽管BFRP筋的抗拉强度较高,但其变形能力和抗剪切能力较弱,破坏前不存在屈服变形,单一手段的BFRP筋预应力锚索在动载或大变形能力的岩土锚固工程中适用性较差。     

大跨度预应力混凝土梁张拉测试计算

对连续多跨预应力混凝土梁的群锚预应力筋采用单根张拉方式进行应力测试,探讨无粘结预应力筋束的张拉工艺,获得了计算预应力损失的有关参数,发现长无粘结预应力筋束在张拉中存在粘滞现象,掌握了单根张拉、后张拉的预应力筋对已张拉锁定了的预应力筋的应力影响程度和裂缝控制条件等,对预应力混凝土构件的设计和施工有较好的参考价值.     

张拉工艺对压力分散型锚索 荷载不均匀系数的影响

 压力分散型锚索锚固段受力均匀并有可靠的防腐蚀系统,特别是在软弱破碎地层中可以提供高于拉力型锚索数倍的承载力,近年来在国内岩土加固工程中逐步得到应用。由于压力分散型锚索各承载体单元长度的差异,容易导致锚索各承载体单元荷载的差异,对锚索的加固效果产生不利影响。通过对压力分散型锚索荷载不均匀系数的探讨,分析不同张拉工艺时压力分散型锚索的荷载不均匀系数,探讨消除和减小锚索荷载不均匀系数的对策,提出工程加固中合理选用压力分散型锚索的建议。针对不同工程条件通过对锚索张拉工艺的调整,可以大大降低锚索的荷载不均匀系数,说明压力分散型锚索不仅适用于临时工程,也可以满足永久性工程需要。     

FRP筋大型粘结式群锚体系试验研究

本文开发了一种以超高性能水泥基材料活性粉末混凝土(RPC-Reactive Powder Concrete)作为粘结介质锚固多束碳纤维增强塑料(CFRP-Carbon Fiber Reinforced Polymer)预应力筋的粘结式锚固体系。制作了一组采用9根直径12.6mm的CFRP筋作为预应力筋的CFRP筋-锚具组装件GA12-9,通过张拉试验研究了其力学性能。试验中观测了多束筋材受力的不均匀特征,最终多束筋材发生粘结破坏。研究证明,群锚试件特有的不均匀性会降低其承载能力,研究确定了承载能力折减系数。同时,本文确定了适用于单根、多根CFRP筋粘结锚固体系的粘结强度以及临界锚固长度的预测公式,与试验结果吻合良好。研究证明,采用9根抗拉强度约2300MPa的带肋CFRP筋作为预应力筋,以强度为130MPa的RPC作为粘结介质,筋材间净距设置一倍筋直径,需要25倍筋材直径锚固长度能够提供其有效锚固。     

预应力钢筋：锚夹具

一、什么是预应力钢筋的锚夹具?顾名思义,锚具是锚固预应力筋的工具;夹具是夹住预应力筋的工具。1.后张法构件:张拉后的预应力筋必须依靠锚具锚固在结构件本身的受力体上。2.先张法构件:预应力筋张拉后将依靠锚具或夹具先固定在能承     

岩土锚固工程的若干力学概念问题

我国当前某些岩土锚固工程存在力学概念模糊、设计施工方法不当,导致锚杆失效、工程失稳现象频频出现,工程坍塌破坏等事故也时有发生。通过对岩土锚固的典型工程及事故工程调查、理论分析和试验研究,研究显著影响锚固工程的稳定性与健康发展的若干力学概念问题,旨在为提高锚固工程的设计施工水平,改善锚固工程的安全性与经济性提供依据。主要研究结果为:(1)预应力锚杆(索)具有提供主动抗力、能将结构的拉力传至深部稳定地层等力学特征,凡抵抗倾倒、竖向位移、沿基础底面、地层剪切面破坏和洞室坍塌的结构锚固均应采用此类锚杆。(2)适应张拉控制应力要求的锚杆筋体截面,足够的自由段长度和能充分调动地层抗剪强度的锚固体形式是提高锚杆受拉承载力的基本要素。(3)压力分散型锚固体系显著改善了锚杆的荷载传递机制与防腐保护性能,具有良好的力学与化学稳定性。(4)施锚时机滞后是影响锚固工程稳定性的主要因素之一。及时施作低预应力(张拉)锚杆和发展预制的钢筋混凝土块件作锚杆的传力结构,可有效控制和避免施锚时机滞后现象。(5)为改善高应力低强度岩层中的大型洞室的稳定性,应全面采用低预应力锚杆作初期支护,严格控制高预应力锚杆施作滞后,提高锚杆拉力设计值与初始预应力值和加强围岩变形–锚杆抗力(刚度)相互作用失衡的调控力度。     

拉剪受力下后锚固群锚承载力计算

介绍了后锚固群锚连接在拉剪复合受力情况下承载力计算的两种方法：弹性方法和塑性方法。弹性方法简单实用,而且偏于安全,已被广泛认可;塑性方法目前研究的较少,文中仅针对锚栓钢材受拉破坏的情况,分别对破坏由拉力控制和拉剪控制情况下锚栓中的内力分布以及极限承载力进行了初步探讨。     

碳纤维增强复合材料筋复合型锚具试验研究和有限元分析

为综合粘结型锚具与夹片型锚具各自的优点,在已有碳纤维增强复合材料(简称CFRP)筋锚具的基础上,研究由粘结部分与夹持部分协同工作而成的复合型锚具。由直筒粘结型锚具的静载试验,研究胶体粘结性能,粘结长度、胶体厚度对锚固性能的影响。通过复合型锚具静载试验,研究该类锚具的失效模式、极限荷载、滑移变形等,结合锚固区实测应力变化,初步分析锚固应力的传递机制。通过有限元分析方法,模拟计算夹片倾角、锥角差、预紧力等参数对复合型锚具内部受力的影响,得到建议设计参数,为复合型锚具结构优化提供参考。     

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。     

加载方向对张紧式吸力锚极限承载力的影响分析

利用真空预压法在模型试验土池内制备了软黏土层,选择不同加载方向,进行力控制下张紧式吸力锚极限承载力模型试验,分析了加载方向对其破坏模式以及极限承载力的影响。结果表明,对于最佳系泊点受倾斜荷载作用的吸力锚,当加载方向从 40 °变化至 20 °时,尽管锚的水平位移和承载力明显增加,但锚始终表现为竖向拔出的破坏模式,且锚底以下土层的反向承载力是影响其极限承载力的关键因素。按照模型试验条件,分别通过塑性极限上限分析与极限平衡分析预测锚的极限承载力并与试验结果进行比较,发现如果将锚底的反向承载力系数取为常数,预测结果不能反映加载方向的变化对极限承载力的影响。因此,为了客观预测锚的极限承载力,依据模型试验结果,提出了一种反映加载方向对锚底反向承载力影响的修正关系。     

压力分散型抗浮锚杆技术及其工程应用

结合实际工程，对压力分散型抗浮锚杆试验、设计、施工及检测方面的技术难点进行了深入的探讨。压力分散型锚杆，特别是U型环绕承载体锚杆具有良好的耐久性，锚固效率高，有利于地下结构的应力与变形协调，减少工程造价，作为永久性抗浮锚杆具有明显的技术优势。压力分散型锚杆仅在设计荷载下各单元锚杆承担相同的荷载，压力分散型锚杆的张拉试验应采用等荷载同步张拉方法。     

膨胀型混凝土用建筑锚栓拉拔试验研究

对埋置于混凝土中的膨胀型建筑锚栓进行拉拔试验,利用弹性理论对混凝土体内受集中力作用时的应力状态进行弹性分析,结合修正的莫尔库仑材料破坏准则确定了锚栓在轴向拉拔力作用下的弹性极限荷载,根据极限平衡条件得出拉拔极限承载力的计算公式     

考虑加固变形条件下的压力分散型锚索张拉方法研究

张拉方法对压力分散型锚索的单元力学性能有很大影响,对于当前常用的整体张拉、先补偿差异荷载后整体张拉方式而言,两种张拉工艺的单元荷载差异较为显现,采用先补偿单元差异荷载后分级整体张拉的方法,可以降低单元荷载差异,使锚索各单元受力较为均匀;对于加固后滑体发生位移的压力分散型锚索,采用先补偿单元差异荷载后分级整体张拉的方法,各根钢绞线上的荷载可达到极限值,这种张拉方法不要求各锚索单元的锁定荷载相同,但边坡变形后锚索的荷载不均匀系数不大,优点是各根钢绞线的荷载能同时达到设定的极限值。     

Monotonic,cyclic and post-cyclic performances of single-helix anchor in residual soil of sandstone

Helical anchors are commonly used in Brazil for guyed transmission towers subjected to static and cyclic wind loads.In most cases,these anchors are installed in tropical residual soil,a micro-structured material in which the shear strength is provided by soil bonding.During installation of a helical anchor,as the helical plate moves downward into the ground,the soil penetrated is sheared and displaced.Consequently,in this type of soil,anchor installation affects the soil shear strength significantly associated with a bonded structure.However,the cyclic responses of helical anchors in this type of structured soils are rarely reported.To address this problem,tests were conducted in a Brazilian residual soil to investigate the monotonic,cyclic and post-cyclic performances of single-helix anchors.Field tests used two instrumented single-helix anchors installed in this typical residual soil of sandstone,which is frequently observed in large areas in the southern Brazil.The testing results indicate that the disturbance caused by the anchor installation affected the monotonic uplift performance markedly.The results of cyclic loading tests also show no significant degradation of helix bearing resistance and reduced displacement accumulation with increasing load cycles.This is perhaps due to the soil improvement caused by previous loading,which then increases the stiffness response of the anchor.