不同类型预应力锚索锚固性能现场试验对比研究

 在对锚索锚固段剪应力分布模式进行弹塑性理论分析的基础上,开展拉力集中型、拉力分散型、压力分散型锚索的现场破坏性试验,对3类锚索的剪应力分布特征、承载能力、荷载–位移曲线进行对比分析,结果表明：在弹性状态下,3类锚索锚固体上的峰值剪应力均出现在集中力作用点近端0.5 m范围内,且随着荷载增加而增大;进入塑性状态后,上述0.5 m范围最先出现脱黏滑移,峰值剪应力逐渐向锚固体中部转移,脱黏段的残余剪应力约为峰值的1/3;由于拉力分散型锚索的剪应力分布更加均匀、有效锚固段长度更长,其承载能力相比拉力集中型提高31.1%;压力分散型锚索锚固体由于受压产生径向膨胀,其与土体之间的黏结强度增大,因而承载能力比拉力分散型提高17.7%;从荷载–位移曲线来看,压力分散型锚索具有更好的位移延性和抗变形能力,在土体锚固中优势明显。     

压力分散型锚索与拉力型锚索的比较——再论新型锚索结构系列及工程应用

自从对锚索类型按内锚固段受力状态科学地分为：拉力型、压力型、荷载分散型：荷载分散型又分为：拉力分散、压力分散、拉压分散型以来，引起岩土锚固工程界技术人员的极大关注，并广泛采用荷载分散型锚索对高速公路边坡、路基以及深基坑支护等复杂地基的加固工程中取得了可喜的成果。当然，对于承载力高的岩体边坡、坝基、洞室加固及抗浮工程，对各种构造物的锚固工程中荷载分散型锚索也不能不说是最佳的选择。本介绍近年来大量采用荷载分散型锚索结构取代以往常用的拉力型锚索的工程实例，特别是通过对压力分散型锚与拉力型锚索受力状态的分析以及各种功能的优势，肯定其结构的合理性、良好的防护措施，可靠的锚固效果以及方便的工艺，经济的造价，说明新型锚索结构取代拉力型锚索的必然性，这无疑将是岩土锚固界的一场技术革命。     

拉力集中全长黏结型锚索长期耐久性研究

 拉力集中全长黏结型锚索曾在我国重大水电工程中得到广泛应用,针对这些用作永久支护的锚索工程使用寿命以及是否会有一天成为工程的“定时炸弹”的问题,通过现场开挖一根在漫湾水电站左岸边坡服役20 a的锚索,对这一问题进行初步讨论。结合开挖试验成果,从锚头锈蚀特征、钢绞线缩进量、水泥砂浆防锈效果、内锚固段特征以及钢绞线化学和力学性质变化等方面,对拉力集中全长黏结型锚索的长期运行效果进行综合评价。得到如下结论：(1) 全长黏结型锚索对于锚头锚具的要求较低,该工艺锚索在任何一个位置发生损坏断裂后,都将不至于由于一处的损坏而导致锚固工程整体的破坏;全长黏结可以有效地阻止锚索失效链条的进一步发展;(2) 水泥砂浆可以起到很好的防锈效果,但对于锚头位置仅采用混凝土浇筑的防锈工艺并不能达到理想的效果;(3) 开挖锚索内锚固段未发现任何横向裂纹,证明在适当的预应力范围内水泥砂浆可以达到较好的锚固效果;(4) 开挖锚索服役20 a后,钢绞线的化学成分和力学性质均未发生明显变化。     

拉力型锚杆锚固体应力分布规律的现场试验研究

对于拉力型锚杆的锚固体应力分布,理论模型显示其轴向应力随锚索深度单调递减,而锚固体岩土体界面的粘结应力则具有单峰性,杆体张拉荷载的增加可使得峰值平移或增长。然而,通过对不同长度拉力型锚杆进行粘性土层中的多循环加卸载极限试验,并采用分布式光纤传感技术进行应力测量后发现,真实的粘结段锚固体应力分布和变化模式,与理论模型相差甚远。实测的锚固体轴向应力先升后降,这是由于工程中拉力型锚杆在一定程度上实为拉压复合型锚杆。实测的粘结应力如理论模型一样具有单峰性,但张拉荷载的增加主要使粘结应力的峰值增长,并使有效发挥粘结应力的范围扩大。同时,试验还发现拉力型锚杆的锚固长度与极限抗拔承载力成正比,并指出"临界锚固长度"这一概念的问题。     

拉力型锚索锚固段长度设计方法研究

通过对拉力型锚索破坏模式进行分析,研究拉力型锚索极限抗拔力的计算方法,得出相应的计算公式。在已有的经验基础上建立计算准则,提出相应的锚固段长度设计方法。最后,以工程实例说明了锚索有效锚固段长度及锚固段设计长度的计算方法。     

软土地区压力分散型锚索极限抗拔力的现场试验研究

压力分散型锚索作为一种新型的预应力锚固技术以结构设计合理、材料经济、锚固效果好等诸多优点而被广泛应用于岩土工程。然而,对于该类型锚索锚固机理的认识及进行支护设计时,尤其是在软土地区,依靠地方经验性较强且无明确规范参考。通过现场试验,以具体工程为依托,对三单元式压力分散型锚索进行极限拉拔试验研究。经对比试验所得Qc～s、Q～s、Q～se及Q～sp曲线,详细分析了压力分散型锚索在整个极限拉拔过程中锚固段的工作状态及破坏机理并建议以锚索塑性位移与弹性位移的比值变化作为判定压力分散型锚索工作状态的主要参考。试验结果同时得到该地区三单元式压力分散型锚索的极限抗拔力为500kN,为软土地区压力分散型锚索支护设计提供了实测资料及理论参考。     

压力分散型锚索锚固段力学性能试验研究

 对压力分散型锚索锚固段力学性能进行现场试验,并对试验锚索进行回收。对锚固段应力分布状态进行观测,根据试验结果拟合出压力分散型锚索锚固段应变分布方程和轴力分布方程。现场试验和理论分析证明,其独特的结构型式决定其具有可靠的防腐蚀性能,其承载能力和锚固性能均优于传统的拉力型锚索。另外,压力分散型锚索还具有可回收性,很好地解决城市中锚索超越“红线”施工的问题,在城市深基坑加固工程中必将得到广泛应用。     

拉力型和压力型预应力锚索受力分析及工程应用

根据拉力型、压力型预应力锚索结构特征，本文将拉力型预应力锚索抽象为在假想滑动面处受一个集中力P，将压力型预应力锚索抽象为在锚索孔底处受一个集中力P。工程中一般假想滑动面或锚索孔底距岩土体表面较远。基于以上假定和工程条件把预应力锚索归结到空间体内一点受集中力Kelvin问题。文中引用Kelvin应力解求得了拉力型预应力锚索钢绞线侧壁、锚索孔壁剪应力τ沿轴向分布，求得了压力型预应力锚索孔壁剪应力汲正应力σ沿轴向分布。 根据本文结果：建议岩体中拉力型预应力锚索设计时应以钢绞线与注浆体之间粘结强度作为设计依据。建议岩体中压力型预应力锚索在受力端增加一段钢管改进成压力局部分散型预应力锚索。建议土体中压力型预应力锚索采取孔底扩孔改进成扩大头式压力型预应力锚索。     

大吨位压力分散型锚索在边坡工程中的应用

压力分散型锚索结构由于其合理的受力机理以及在软弱岩土体中能更有效发挥土体承载力而提供较大锚固力的优点,在边坡工程中正被日益得到应用与推广,本着重介绍大吨位压力分散型锚索在云南个旧至冷墩公路边坡工程锚索基本试验中的应用。     

拉力型锚索破坏过程试验研究

当锚索、注浆体和围岩体的强度确定并满足设计要求时,拉力型锚索承载力的发挥主要受控于锚固段锚杆体与注浆体界面及注浆体与围岩体界面上的抗剪强度.根据西江特大桥两岸边坡现场锚索的极限抗拔试验确定锚索的破坏荷载,通过计算分析认为注浆体与围岩体界面上的抗剪强度不足是导致锚索失效的原因.研究认为,注浆体与围岩体界面抗剪强度与浆体的抗剪强度、单轴抗压强度、弹性模量以及注浆压力成正比,与注浆材料的水灰比成反比.拉力型锚索在施工时,浆体配制、钻孔、注浆等每一工艺都应该严格控制.     

拉力型扩体锚杆抗拔模型试验研究

利用自制锚杆拉拔仪,针对锚杆扩体段直径(D)和长度(L)两个变化因素,对4组模犁扩体锚杆进行抗拔试验发现,Q-s循环张拉曲线分为线性增强、强化、衰退3个阶段,扩体段直径的大小对扩体锚杆极限承载力影响很大,而扩体段的长度长短对扩体锚杆极限承载力影响相对较小.试验结果表明,扩体锚杆存在尺寸效应,在工程实践中,对扩体段的直径...     

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。     

基于边界修正的悬索桥锚跨索股张拉力理论与测试研究

锚跨索股张拉力的精确测量和控制是保证悬索桥主缆线形最为直接有效的手段.基于理想弦振动,对锚跨索股的边界条件进行了简化分析,并对相关弦振动模型进行修正,得到了不同边界条件下的弦振动公式.通过某地锚式悬索桥锚跨索股张拉力的实际测试计算对比分析,结果证明考虑拉杆长度、一端固定另一端弹性支承的边界更为合理,与锚跨索股受力更为接...     

全长黏结型预应力锚杆的数值分析与现场测试

全长黏结型预应力锚杆在张拉段具有可靠的岩土自锁锚固特征,可以明显地减少预应力损失,或者在锚头预应力损失的条件下能够使杆体保持有效的预应力水平,避免突发性或灾难性破坏和损失,并且能够提高加固工程的可靠性与安全性。数值模拟分析、现场测试结果和工程实践应用,可充分体现和校验其主要力学特征及加固工程效果。     

土工格栅拉拔特性及加筋土剪胀性试验研究

土工格栅通过筋土界面相互作用能起到很好的加筋效果,在许多工程中得到了广泛运用。拉拔试验是研究筋土界面相互作用的重要手段之一。通过室内拉拔试验,对竖向荷载、填料密实度以及试验类型对格栅拉拔力的影响规律开展研究,试验结果表明:在高密实度的填料中,随着筋-土界面位移的发展,填料的剪胀现象越明显;填料密实度小,竖向压力大时,剪胀趋势不明显;填料密实度越大,土体剪胀趋势越明显;土体的密实度将直接影响到格栅的加筋效果;对于土体的剪胀,存在一临界点,当格栅拉拔位移大于此临界点时,土体的剪胀趋势将显著发生。     

基坑工程预应力锚索锚固力试验研究

基坑工程预应力锚索锚固力的影响因素很多，主要有锚固段的岩土层物理力学性质、锚索施工工艺及锚索张拉锁定过程中的预应力损失等。通过工程试验，分析锚索锁定时钢绞线不均匀受力，造成这种现象主要有两个原因：（1）千斤顶在自重作用下，千斤顶轴心偏离锚索的轴心；（2）锚杆孔的施工角度与设计角度的误差，引起锚索与锚座不垂直。通过试验分析单次张拉锁定的预应力损失、循环荷载下锁定的预应力损失，循环荷载下，锚索的锚固力增加，预应力损失减少。分析基坑开挖过程中锚索锚固力动态监测结果。讨论锚索抗拔验收试验标准存在的问题，提出锚索弹性变形简化计算方法，对锚索抗拔验收试验标准提出了改进建议，锚索抗拔验收试验应综合考虑锚头总位移、每级荷载下锚头位移量及卸荷后锚头位移的回弹率等3个指标。     

扩体锚杆拉拔破坏机制模型试验研究

 扩体锚杆拉拔过程中的锚周破坏体形态对于研究扩体锚杆的承载机制具有重要意义。为能够清晰地对锚周土体在锚杆拉拔过程中的破坏体形态进行观测与分析,应用数字照相变形量测技术对竖直拉拔的扩体锚杆进行一系列室内模型试验,得到扩体锚杆锚周砂土全变形场数字图像分析结果。试验结果与分析表明,深埋扩体锚杆破坏体形成于土层表面以下,呈封闭气球形。在极限承载力状态出现前,破坏体范围不断扩大,而在此之后,破坏体范围不再扩大,其内部土体被大幅压缩挤密。锚周土体剪切带在全过程中呈竖直的狭长带状,破坏体范围内的剪应变幅度不断增大。在此过程中,扩体段顶面以上的砂土发生体积压缩而侧面部分土体膨胀。在此基础上,建议以实际观测的破坏体形式建立扩体锚杆破坏模型与承载力计算方法。     

顶爆作用下锚杆破坏形式及破坏机制模型试验研究

 利用抗爆模型试验,研究在洞室顶部爆炸作用下锚杆的破坏形式,并对锚杆的破坏机制进行分析。根据锚固洞室破坏模型试验,发现锚杆主要有4种破坏形态：锚杆被压弯、螺帽没脱落,锚杆被剪断,锚杆被压弯和拉断并螺帽脱落,锚杆的垫板被翻转。通过对洞室破坏形态分析,得出产生锚杆4种破坏形态主要是由于顶爆作用下,产生的压力分布不均匀,在洞室两侧拱脚部位产生一条或多条很深的剪切裂缝所致。最后,针对锚杆的破坏形态,从锚杆杆体、螺帽及垫板方面提出改进锚杆抗爆能力措施。     

锚杆锚固机理试验研究

为研究钢管岩石锚杆的锚固机理 ,模拟实际情况制作试验模型并进行了静载作用下模型的拉拔试验。通过对试验结果的研究与分析 ,得到沿锚杆的轴力与粘结应力的分布规律