土层锚杆、土钉受力分析及土钉加固土体作用

随着工程建设的推动出现一些土钉支护设计软件,为设计者节省很多时间。但对于淤泥土层和二种土层CФ值相差较大时软件计算结果失真度较大。分析原因,认为主要是土钉、土锚的力学模型建立方面值得进一步研究。本文对土锚、土钉的力学模型在前人基础上提出初浅分析,同时对土钉加固土体作用也进行了探讨。     

常法向刚度下锚杆杆体–树脂界面剪切力学特性试验研究

锚杆杆体–树脂界面是研究锚杆锚固理论的基础,为分析其力学演化规律,采用简化的二维剪切模型开展了常法向刚度剪切试验,基于厚壁圆筒理论计算得到软质含煤岩体边界条件的法向刚度范围,研究肋间距和法向刚度对杆体–树脂界面力学演化规律的影响。分析试验结果发现,锚杆的综合最优肋间距随围岩条件的变化而变化,对弹性模量为0.25～1 GPa的岩体,最优肋间距为15 mm,对弹性模量为1.9～3.8 GPa的岩体,最优肋间距为30 mm,结合界面破坏模式,对界面切向和法向力学演化规律进行分析与解释,对比分析峰值法向应力与峰值剪切应力,提出不同肋间距和法向刚度下界面破坏的主要控制因素。     

碳纤维塑料筋锚杆界面粘结强度试验研究

研制开发了适用于碳纤维塑料(CFRP)筋锚杆的夹片式锚具.在此基础上,通过48个试件的拉拔试验,在国内首次对碳纤维塑料筋锚杆与多种粘结介质之间的界面粘结强度进行了研究.研究表明:碳纤维塑料筋锚杆具有较高的界面粘结强度;碳纤维塑料筋的直径对锚杆粘结强度的影响不明显;当滑移值为0.3~0.4 mm时,碳纤维塑料筋锚杆的粘结应力达到最大,相比之下,钢绞线锚杆的粘结应力最大值发生在滑移值为20 mm左右时.此研究结论为碳纤维塑料筋锚杆在岩土锚固工程中的应用提供了依据和参考.     

锚–土界面剪切蠕变试验及其经验模型研究

为了研究土层灌浆锚杆锚–土界面剪切蠕变特性,提出了一种新颖的锚–土界面蠕变试验方法,并设计制作了相应的试验装置。通过分级加载蠕变试验,得到了锚–土界面剪切蠕变曲线,采用\"陈氏加载法\"将分级加载曲线转化为分别加载曲线。分析试验结果发现,锚–土界面衰减蠕变阶段的位移–应力关系采用幂函数、位移–时间关系采用改进双曲线函数拟合效果最好。由此建立了适合锚–土界面衰减蠕变阶段的经验蠕变模型,该模型可更好地拟合并预测衰减蠕变曲线。同时,在该衰减蠕变模型基础上,引入Kachanov损伤因子考虑加速蠕变损伤,建立了适合锚–土界面加速蠕变阶段的加速(损伤)蠕变模型。     

锚杆布置对岩石锚固体承载力影响的数值试验

在探讨岩石锚固机理和计算模型基础上,提出了锚固岩石的承载力的三维数值试验方法,采用速度边界控制加载,进行了不同密度、不同数量、不同布置方向的锚杆的条件下岩石承载力的数值试验,并得出了承载力变化规律。     

风积沙中扩体锚杆承载特性试验研究

针对我国西北地区昼夜温差大且多为软弱砂层地质导致锚杆承载能力衰退现象,研究风积沙中扩体锚杆承载特性以及冻融循环的影响。基于12个模型试验组得到6种锚固端头类型在不同冻融循环周期下的锚杆极限承载力、荷载-位移关系、土层内应力以及破坏形式的变化。结果表明：扩体锚杆在风积沙中处于高围压(深埋)情况下,极限承载力有更大的增长潜力。锚固端头体积的增大能有效提高扩体锚杆在风积沙中的极限承载力,且存在锚固端头最优设计比。随着冻融循环周期增长,加速了荷载-位移曲线拐点和极限承载力的出现。土层内应力发生突变,衰减增快,破坏时变形增大。     

预应力锚杆拉拔力学特性及临界锚固长度研究

相较于非预应力锚杆而言,预应力锚杆在受到拉拔作用后呈现出特殊的支护力学特性。为深入探明预应力锚杆的这一特点,采用足尺室内实验和理论分析的方法研究预应力锚杆在受载后的力学响应情况,掌握预应力锚杆的支护力学特点及其机制,进一步丰富和扩展了预应力锚杆的主动支护理论,并从锚固系统支护效果最优化的角度出发,基于二次开发手段提出一种预应力树脂锚杆临界锚固长度的数值计算方法。结果表明：(1)预应力施加后锚杆的荷载–位移曲线形态发生了明显变化,在前期支护刚度增加,同时出现荷载突变点,且随着预应力施加量值的增加,突变点处荷载从17.3 kN增加至54.6 kN;(2)预应力锚杆在受载后呈现出“先刚后强”的支护力学特性,在支护前期能够迅速达到较大的承载力,有效提高锚杆控制围岩变形的能力;(3)建立的数值分析模型很好地再现了锚固系统在受到拉拔荷载时的力学响应情况,基于该模型分析了不同锚固长度条件下锚固系统的承载能力峰值,确定了该实验条件下树脂锚杆的临界锚固长度为44 cm。相关研究成果对认识预应力锚固系统的支护力学特性和参数设计具有指导意义。     

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。     

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。     

填土中锚固体–土接触面剪切特性研究

自行研发了一种锚固体–土接触面剪切装置,该装置能够充分考虑锚杆的实际形状特征和剪切方向,并具有能够保证剪切过程中接触面面积不变等特点,并为研究锚杆锚固体–土剪切特性提供一种新方法。利用该装置,共完成了35个不同条件下的锚固体–土剪切试验,深入研究了法向压力、土样压实度和土样含水率等因素对锚固体–土接触面剪切特性的影响。研究结果表明:压实度相同情况下,土体含水率w大小,对锚杆抗拔力取值具有重要的影响,越接近最优含水率,越有利于接触面剪应力的发挥;土体压实度对接触面剪应力的影响十分明显,压实度越大,接触面剪切参数越大,但始终小于土体的剪切参数。     

预应力锚索锚固力拉拔试验分析

以某高速公路边坡锚索为例,介绍了已切割钢绞线的既有锚固工程锚索实现再次张拉试验获得锚索设计力学参数的试验方法、操作步骤以及锚索失效准则,对获得的试验数据及在役边坡锚固工程锚索张拉破坏的几种情况分类进行了分析计算,说明了利用现场拉拔试验成果确定预应力锚索有关地层设计参数的方法,并对不同地层预应力锚索张拉破坏时的极限抗拔力进行了比较,对每孔锚索实际自由端伸长量与理论伸长量进行对比分析,系统分析了影响预应力锚索张拉变形破坏的各项因素,得出了一些类似预应力锚索工程设计、施工可以借鉴的结论。     

大吨位嵌岩短桩静载试验中桩底锚杆的应用

针对大吨位嵌岩短桩静载试验中锚桩抗拔力不足的情况,提出桩底锚杆法。此法是在锚桩底下的基岩中加设岩石锚杆,以共同承受上拔力。给出锚桩抗拔力验算方法和锚桩、锚杆施工的相关技术措施。工程实例说明桩底锚杆法在合适的情况下是行之有效的。     

谈谈锚杆(索)的基本试验

本文探讨锚杆(索)基本试验的几点技术问题。     

Discussion on Basic Testing of Earth Anchor

本文探讨锚杆（索）基本试验的几点技术问题。     

压力型CFRP筋锚杆的拉拔破坏试验与分析

为把CFRP筋锚杆更好地应用到岩土锚岩中,制作三丝7CFRP筋压车型锚杆,通过场地试验,对锚杆的极限承载力、锚头位移和锚固体应变进行理论分析,并形成一套压力型CFRP筋锚杆的制作和施工工序。     

基于可靠度分析的锚杆抗拔安全系数取值标准研究

现行规范中关于锚杆抗拔安全设计标准,通常是从锚杆杆体的抗拉强度、注浆体与杆体的黏结强度以及注浆体与周围岩土体的黏结强度这 3 方面来定义抗拔安全系数,并建议采用统一的取值标准。实际上由于力学机理、材料性质等方面的不同,这 3 种定义下的安全系数取值标准应有所不同。基于这一背景,应用可靠度分析理论,探讨锚杆抗拔在同一可靠度（失效概率）条件下,这 3 种定义的安全系数的差别,并为相关规程的修订工作中的锚杆抗拔安全系数取值标准的确定提供科学依据。     

多功能锚固新工法——自钻灌浆式锚杆

主要介绍一种具有灌浆改良、土壤加筋、可施预力等全方位多功能锚固新工法－－自钻灌浆式锚杆,由它的数种特性将可达到稳定边坡、基础开挖及改良地质等效果,使工程顺利进行。     

压力分散型锚索不宜作为永久性锚索

压力分散型锚索是近期出现的新型锚索,2005年批准执行的《岩土锚杆（索）技术规程》又将其推荐为永久性锚索,大大拓宽了它在工程应用中的范围,从发表的论文看不少单位还在深入研究。本文详细阐述了压力分散型锚索产生的背景、结构和受力特点,全面分析了在岩土加固中用于永久支护时存在的问题,明确提出,在岩土加固中压力分散型锚索既不宜作为观测锚索,也不宜作为永久性工程锚索使用。