新老混凝土植筋加固的接触模型分析

随着混凝土结构老化问题的日益严重,植筋加固技术得到越来越广泛的应用。建立了新老混凝土植筋的接触模型,从植筋根数、布置形式以及植筋深度等方面,研究了新老混凝土植筋加固结构的抗剪切/拉拔承载力的影响。主要计算结果表明:植筋的布置形式对承载力的影响不大;植筋深度在（10~15）d为宜（d为钢筋直径）,过小承载力得不到加强,过大则无明显作用;植筋胶体强度的提升可在一定范围上增强承载力。     

预应力活性粉末混凝土简支梁抗裂性能试验研究

为了研究预应力活性粉末混凝土梁的抗裂性能,通过改变非预应力筋配筋率,对8根预应力活性粉末混凝土矩形截面简支梁进行抗弯性能试验研究,分析不同非预应力筋配筋情况对试验梁受力性能的影响;探讨了试验加载阶段中裂缝形式、裂缝分布、裂缝间距、开裂荷载及抗裂度验算。结果表明:非预应力筋配筋率对试验梁开裂前的抗弯性能基本无影响,开裂后期,随配筋率的增加,极限弯矩增加明显;平均裂缝宽度、最大裂缝宽度和平均裂缝间距随配筋率的增大而减小;在正常使用极限状态下,活性粉末混凝土预应力钢筋能充分发挥两者协同工作时强度。     

拔出法检测混凝土抗压强度技术简介

1.基本原理拔出法是使用专用机具,拉拔事先锚入混凝土的锚具,并拔出一小块混凝土,根据混凝土的极限抗拔力,确定混凝土抗压强度的一种检测方法。锚具锚入混凝土的基本方式有两种:一种是先埋法:即在浇筑混凝土时埋入锚具,等混凝土硬化后再拔出锚具;另一种是后埋法:是在已硬化的混凝土上钻孔,用粘结剂(水泥砂浆或环氧砂浆等),把锚具埋入孔内,待粘结剂固化后拔出锚具,或用一种具有     

抗拔荷载作用下锚固体与岩土体界面剪切作用

为了加深对锚固机理的研究,通过建立锚杆在受到拉拔荷载作用下锚固体界面侧阻力产生软化的数学模型,分析了锚固体与周围土体界面分别处于弹性状态、塑性状态、部分进入滑移状态、全部进入滑移状态4个阶段锚杆的轴力、位移和锚固界面剪应力,推导了锚杆产生松动的临界荷载、拉拔荷载与松动长度的关系及锚杆极限抗拔荷载的理论公式。结果表明,当锚杆在受到拉拔作用后滑移破坏首先在端部产生,然后荷载向锚杆里端传递,致使锚固体进一步破坏;根据拉拔荷载与锚杆松动长度之间的关系,当锚固体界面的侧阻力大于临界滑移的侧阻力时,在拉拔荷载作用下锚杆表现为渐进性破坏,当锚固体界面的侧阻力小于临界滑移的侧阻力时,则为突发性破坏。     

植筋技术在地下工程加固改造中的应用

以某地下空间开发工程为满足消防及商用功能,对原结构进行加固改造为实例。采用植筋的方式实现原结构钢筋混凝土梁、柱截面的增大,使原结构承载力满足设计要求。针对影响植筋锚固效果的主要因素进行了分析,并推导出植筋锚固深度计算公式。最后,进行原位非破坏性拉拔试验。结果表明,各种型号植入钢筋拉拔力均满足规范要求,植筋达到预期效果。     

体外预应力FRP筋混凝土梁受力性能的试验研究

为了研究体外预应力复合材料筋混凝土梁的破坏特征和承载性能,对12根全FRP筋试验梁开展了三分点加载试验,其中体外预应力筋为碳纤维增强复合材料(CFRP)筋,受力筋和箍筋采用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋。对比分析预应力水平、剪跨比、混凝土种类等因素变化对GFRP筋混凝土梁承载力的影响,推导了包含预应力筋应力增量影响的受弯承载力表达式,并将计算结果与试验结果进行对比。结果表明,无预应力梁的破坏主要由变形控制,施加预应力梁的破坏由变形控制转变为承载力控制。预应力FRP筋混凝土梁跨中挠度与预应力增量基本呈正比例关系。FRP筋梁承载力随剪跨比的增大而减小,且剪跨比对开裂荷载的影响更显著。混凝土种类对预应力梁开裂荷载的影响大,而对无预应力梁的开裂荷载和极限荷载影响较小。本文推导的预应力FRP筋混凝土梁承载力计算结果与实测值吻合较好。     

全长粘结式锚杆粘结滑移的力学性能分析

通过引入无厚度接触面和过盈量概念的计算模型,对锚杆与粘结剂接触界面的粘结滑移力学性能进行了数值计算,得到了锚杆拉拔过程中最大滑移量—过盈量、最大滑移量—摩擦系数、最大滑移量—初始拉拔长度和荷载—滑移量之间的关系,为进一步确定锚杆的抗拉拔力奠定了基础。     

钢锚墩在锦屏一级水电站地下厂房的运用

锦屏一级水电站地下厂房地应力高,分层开挖完成后随着地应力的释放及重新分布,局部岩体出现压碎、层状劈裂破坏,围岩松弛深度及变位不断加深、加大。为了尽快实现锚索锚固支护效应以确保地下厂房洞室群围岩稳定和工程安全,施工时将部分原设计现浇混凝土锚墩调整为钢锚墩进行施工,取得了较好的质量、进度效果。主要介绍了钢锚墩的施工工艺、质量控制要点及其与混凝土锚墩的工效对比分析。     

破碎围岩大直径采区煤仓混凝土浇筑支护技术

针对兴盛煤矿采区煤仓频繁破坏、返修困难的实际情况,根据采区煤仓所处的破碎围岩条件,提出采用"锚网喷+扎筋+浇注混凝土"复合支护技术,即临时支护采用锚网喷支护,永久支护采用"扎筋+混凝土结构"复合支护技术,并从扎筋、立模和碹胎、浇筑混凝土等方面对复合支护施工技术进行了研究。结果表明,采用该复合支护,极大的增强了井壁的抗压强度,解决了以往采区煤仓经常出现仓壁破裂的现象,保证了采区煤仓的长期安全使用。     

组合锚注支护在深部大断面巷道围岩控制的应用

深部大断面巷道围岩严重变形影响煤矿回采效率,主要原因为埋深变大,围岩应力过大,导致支护传统支护措施无法满足要求。针对以上问题,拟采用组合锚注技术进行支护,阐述了两种中空注浆锚杆施工工艺,采用数值模拟方法分析了传统端部锚固和中空注浆锚杆锚固措施下巷道围岩应力、应变情况,对现场组合支护措施实施后情况进行了效果考察,得到以下结论：(1)组合锚注技术中端锚式中空注浆锚杆锚固大于涨壳式中空注浆锚杆锚固极限拉拔应力,前者是后者极限拉拔应力的1.5倍;(2)数值运算分析,深部采用传统端部锚杆锚固技术顶板最大位移量为140 mm,顶板破损严重;中空注浆锚杆锚固顶板最大位移量60 mm;中空注浆锚杆锚固技术支护效果更佳;(3)通过对比传统支护措施和组合锚注支护措施分析,传统锚固支护区域深部最大位移量420 mm,中空注浆锚固区域深部最大位移量120 mm,中空注浆锚固支护效果明显。研究结果表明,组合锚注支护技术有效控制了大断面巷道围岩变形严重问题。     

巷道锚固体内离层对树脂锚杆承载特性影响分析

针对回采巷道锚固体内出现的离层现象,基于荷载传递规律、界面剪切滑移模型和锚固体离层面两侧轴力及剪应力布等研究成果,研究了锚固体上任意处发生离层前后不同锚固方式树脂锚杆的承载特性。结果表明：受锚固方式、锚杆预紧力和锚固体离层的影响,锚杆承载特性呈明显的不均匀分布特征。离层发生前,尽管端头锚固、加长锚固和全长锚固锚杆的界面剪应力和锚杆极限承载力峰值相同,但其界面剪应力和锚杆极限承载力分布形态各异。离层发生时,三种锚固方式锚杆不仅界面剪应力和锚杆极限承载力分布形态都发生了明显变化,而且其界面剪应力和锚杆极限承载力峰值也各不相同。全长预应力锚固锚杆承载特性要优于端头、加长锚固和全长锚固锚杆,对围岩变形和离层有更好的约束和抑制作用,在容易发生围岩离层的回采巷道应优先采用全长预应力锚固锚杆。     

Bond strength of cement grouted glass fibre reinforced plastic (GFRP) anchor bolts

Fibre reinforced plastic (FRP) has recently been introduced in the market in the form of bars for grouted anchor bolts. The resistance to corrosion and chemical attacks, high strength-to-weight ratio, low electromagnetic properties and ease in handling of these bars make them a better alternative to steel in some applications of grouted anchor bolts. However, to fully utilise FRP bars as tendons for cement grouted anchors, some aspects of their behaviour have to be determined, including load carrying capacity, bond strength in cement grout, long-term strength and durability in alkaline environments. In this paper, the load carrying capacity and bond strength of cement grouted glass fibre reinforced plastic (GFRP) anchor bolts are discussed in comparison with steel anchor bolts. The results of laboratory and field pull-out tests of GFRP and steel bars anchored with cement grout are presented. The pull-out tests were conducted on four types of GFRP bars and two types of steel bars installed in concrete blocks and rock mass. The experimental results have shown that the bond strength of GFRP bar anchor bolts is close to that of steel bar anchor bolts. The slip at failure of GFRP bars relative to the cement grout is greater than that of steel bars, mainly due to their low modulus of elasticity.     

锚杆长期拉拔荷载下岩体内部应变时空演化特征

锚固岩体的长期强度是围岩稳定性控制的基本依据和研究热点。以岩锚复合结构为研究对象，运用预埋应变技术，通过全长时效方程黏结锚杆在长期荷载下的拉拔蠕变试验，研究了锚固体内部应变的时空演化规律。通过对比提出多项式作为拉拔蠕变时效方程的理论依据。研究结果表明：岩锚复合体的内部蠕变曲线不是单调递增，而是存在多个峰值；随着时间延伸，荷载对锚固段不同部位应变发展趋势的影响也不同，具体表现为加载初期锚固前端应变响应积极，随着时间推移，锚固末端应变与前端趋于一致；锚固段的同一部位轴向应变一般大于横向应变；相比伯格斯模型，多项式时效方程能更好地描述岩锚复合体锚固段的蠕变过程。研究结果可以为锚固工程稳定性控制提供理论依据。     

预应力锚索锚固力监测点经济高效布设方法研究

预应力锚索锚固力监测点合理布设是提高边坡稳定性监测可靠性的重要手段,在确保边坡稳定安全的同时,可最大程度上节省工程监测成本。现阶段预应力锚索锚固力监测点布设方案设计多依赖工程经验,具有很强的盲目性并且监测成本较大,尤其对于大型高陡边坡,由于挖方量和边坡加固工程量巨大,如何实现高陡边坡预应力锚索锚固力监测点经济高效布设,保证边坡安全高效监测是目前亟需解决的问题。以广东省江门市迎宾西路某高边坡为研究背景,通过研究锚索的群锚效应和锚索失效后的影响范围,确定了监测点之间的合理布设间距。构建了边坡三维模型,通过数值计算,模拟高边坡开挖全过程,由数值计算结果分析边坡开挖过程中变形失稳的潜在危险区域,进行监测点选择型布设。通过上述方法,实现了该段高陡路堑边坡预应力锚索锚固力监测点的经济高效布设。研究表明：基于群锚效应与三维数值模拟方法,提出的预应力锚索合理布设间距与开挖过程中潜在危险区域重点监测相结合的综合布设优化方案,可合理利用材料和空间、大幅节省监测成本,实现边坡的经济、高效监测。研究成果为高陡路堑边坡稳定性监测点合理布设提供了一种新的思路。     

预应力锚索锚固力监测点经济高效布设方法研究

预应力锚索锚固力监测点合理布设是提高边坡稳定性监测可靠性的重要手段,在确保边坡稳定安全的同时,可最大程度上节省工程监测成本。现阶段预应力锚索锚固力监测点布设方案设计多依赖工程经验,具有很强的盲目性并且监测成本较大,尤其对于大型高陡边坡,由于挖方量和边坡加固工程量巨大,如何实现高陡边坡预应力锚索锚固力监测点经济高效布设,保证边坡安全高效监测是目前亟需解决的问题。以广东省江门市迎宾西路某高边坡为研究背景,通过研究锚索的群锚效应和锚索失效后的影响范围,确定了监测点之间的合理布设间距。构建了边坡三维模型,通过数值计算,模拟高边坡开挖全过程,由数值计算结果分析边坡开挖过程中变形失稳的潜在危险区域,进行监测点选择型布设。通过上述方法,实现了该段高陡路堑边坡预应力锚索锚固力监测点的经济高效布设。研究表明：基于群锚效应与三维数值模拟方法,提出的预应力锚索合理布设间距与开挖过程中潜在危险区域重点监测相结合的综合布设优化方案,可合理利用材料和空间、大幅节省监测成本,实现边坡的经济、高效监测。研究成果为高陡路堑边坡稳定性监测点合理布设提供了一种新的思路。     

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。     

全长锚固锚杆的剪应力分布规律研究

 本文从锚杆剪应力-剪切位移本构模型出发,得出了锚杆处于弹性阶段、塑性阶段和残余强度阶段的剪应力表达式;以此为基础,研究了三个阶段的剪应力分布规律,阐述了锚杆载荷传递特性,为锚杆锚固机理的研究和锚杆锚固状态的监测提供理论基础。     

预应力端锚锚杆全锚后承载分布特征分析

为了分析锚固方式对锚杆承载特征的影响程度,便于巷道锚杆支护设计选型,本文采用理论分析和现场实测的方法,对比了全锚锚固和端部锚固条件下锚杆轴向力与剪应力分布特征.研究结果表明:锚杆承载分布特征与锚固条件、预应力、锚杆直径和围岩强度等密切相关;锚杆轴向力沿锚固段呈现单向递减趋势,锚杆剪应力沿锚固段呈现先增大后减小趋势,主要...     

中空注浆锚索破坏规律分析及关键技术性能优化

针对中空注浆锚索在高地应力软岩巷道支护过程出现的技术难题,深入探讨了中空注浆锚索的破坏机理,并对注浆锚索的承载性能进行优化,进而实现注浆与支护一体化,防止顶板事故发生。结合朱集煤矿现场调研,主要在锁具附近发生剪切破断及钢绞线与注浆体-锚固体界面发生剪切滑移而导致退锚现象等,注浆锚索破坏率达到83.4%。采用力学计算与FLAC3D数值模拟的方法分析了钢绞线与注浆浆界面的应力状态和破坏机理,得出了注浆锚索的应力公式及应力分布规律,通过模拟实验得到了注浆锚索在不同注浆效果下的应力演化特征、剪切滑移特征和极限位移量的演化特征,并提出了对注浆锚索的减压抗震装置及出浆孔位置优化的关键技术。结果表明,锚索破坏率降低至17.3%,巷道变形量得到有效控制,注浆效果得到显著改善。