应力腐蚀对锚杆使用寿命影响的试验研究

通过室内模拟试验和现场取样测试的方式,对比研究应力腐蚀条件下影响锚杆使用寿命的因素。室内试验中自行设计应力腐蚀试验装置,通过砝码在外部对置于腐蚀溶液中的试件加压,使其处在应力和腐蚀协同作用的条件下;现场取样是挖掘17 a前埋设的一批施加不同等级预应力的缩尺锚杆,并对其腐蚀环境和状况进行全面测试。试验结果显示：应力对砂浆缺陷处钢筋腐蚀速度有促进作用,在锚杆上涂保护层比不涂保护层其腐蚀速度降低3～6倍;在中等腐蚀环境下,裸露缩尺锚杆（钢筒体）的平均屈服荷载比原来减小了约50%,极限强度比原来减小了约20%;指出坑蚀普遍存在,坑蚀深度直接影响锚杆的承载力变化,这一点应不容忽视。     

锚杆耐久性现场试验研究

论述在17a前埋设于河南焦作市焦东煤矿现场的一批旨在研究应力腐蚀和化学腐蚀耦合效应的缩尺试验锚杆的腐蚀环境和腐蚀状况，对开挖出的缩尺试验锚杆的点蚀、坑蚀、失重、腐蚀速率和强度损失率等进行较全面的测试和分析，指出在中等腐蚀环境下，裸露缩尺锚杆（钢简体）的强度损失率约为14．0％，直径损失约为10．0％，截面积损失约为19．0％；其失重率极不均匀，最高者约为最低者的24．4倍；一根缩尺锚杆钢筋经过17a，其抗拉极限荷载，比使用年限为0的相同锚杆的低18．4％-22．2％。     

现场早期砂浆锚杆腐蚀现状的取样研究

本文概述了关于从已建工程中取出的早期使用3—28年不同令期的锚杆和17年期现场缩尺试验锚杆的腐蚀现状，对其锈蚀状况和使用环境因素做了宏观观察和分析，对其点蚀、坑蚀、失重、腐蚀速度和强度等力学性能进行了较全面的测试和分析，取得了不同令期的锚杆锈蚀状况和影响其耐久性及使用寿命的第一手资料，为我们开展锚杆腐蚀的防护对策研究提供了有力支持。     

现场早期砂浆锚杆腐蚀现状的取样研究

本文概述了关于从已建工程中取出的早期使用3-28年不同令期的锚杆和17年期现场缩尺试验锚杆的腐蚀现状,对其锈蚀状况和使用环境因素做了宏观观察和分析,对其点蚀、坑蚀、失重、腐蚀速度和强度等力学性能进行了较全面的测试和分析,取得了不同令期的锚杆锈蚀状况和影响其耐久性及使用寿命的第一手资料,为我们开展锚杆腐蚀的防护对策研究提供了有力支持。     

地下巷道支护锚杆腐蚀状况调查及力学性能测试

 调查了河南焦作煤矿地下巷道腐蚀环境和现场10 a期管缝式锚杆腐蚀状况,对地下水腐蚀物含量、锚杆宏观质量损失和局部坑蚀情况实施了测量,并对锚杆杆体极限承载力和塑性性能进行测试。结果显示：未加任何保护措施的管缝式锚杆腐蚀较为严重,调查样本中的大多数锚杆寿命接近终结;锚杆外表面腐蚀状况以坑蚀为主,而内表面则以近似均匀腐蚀为主;锚杆表面的坑蚀数目、面积和深度等数据均遵循一定的散布规律,且坑蚀口部面积与深度间有内在关联;锚杆表面的坑蚀和穿孔对锚杆杆体力学性能有严重损害,而且锚杆延伸率损失率远大于极限承载力损失率,亦即腐蚀对锚杆塑性的损害程度远大于对其承载力的损害程度,这使得锚杆在发生破坏前难以监测到明显的变形,极易造成突发性事故。     

模型锚杆腐蚀耦合效应试验研究

锚杆腐蚀耦合效应问题研究是锚杆耐久性研究的难点问题之一。本文概述了早期埋设在工程现场的尚在研究锚杆腐蚀耦合效应的一批缩尺锚杆的腐蚀环境、试验方法、试验结果和结论，可供读者参考。     

高应力取芯卸荷损伤及其对岩石强度的影响

 合理准确地获得深部岩石的强度对岩爆等动力地质灾害的预报和防治具有重要意义。针对高应力条件下钻孔取样过程造成的应力卸载对岩样的损伤问题,通过现场取样、数值模拟和室内试验等方法,比较不同应力水平下钻孔取样的损伤范围及程度。数值模拟和现场所取岩芯的饼化现象证实,所设计的应力解除取样方案切实有效,可有效降低取样区域的应力水平(约30%),可在同一地点取得不同应力水平的岩样;CT扫描结果表明,在锦屏二级水电站1 900 m深条件下常规岩石取样导致的卸荷损伤范围可能超过岩样横截面的50%。低应力取样方案所获得的大直径岩样通过套钻取得中心标准样的平均强度要比常规取样条件提高5%～15%,平均约8%,表明卸荷损伤对岩样强度的影响不容忽视;另外,前者单轴压缩时加载初期的声发射事件数明显少于后者,这表明即便是经过套钻,也不能完全消除取样损伤的影响,与CT扫描的结果相符。     

堆石料干密度缩尺效应与制样标准研究

针对已有相对密度试验成果仅限于室内试验的现状,采用某工程花岗岩堆石料,首次进行现场大尺寸密度桶试验,研究不同缩尺方法对干密度试验结果的影响,研究干密度缩尺效应对于室内缩尺试验的制样标准以及现场压实质量评价的影响。结果表明:(1)由于缩尺后级配的截尾误差、颗粒形状差异等因素,即使采用相似级配法缩尺,堆石料干密度也随着最大粒径的增大而增大,仍然存在一定的缩尺效应;但当最大粒径达到300mm以上时,这种缩尺效应显著减小;(2)最大粒径不同的各组级配堆石料干密度测量值均存在极大值,对应的临界分形维数与级配的最大粒径无关;(3)目前普遍使用的混合缩尺方法,降低了原级配堆石料的粒度分形维数,劣化了颗粒之间的充填关系,导致同一相对密度条件下的干密度比相似级配法的试验结果更明显偏离现场,难以合理反映原级配堆石料的物理力学性质;(4)采用与现场碾压堆石体相同的相对密度标准制样,比直接采用现场填筑干密度制样,其室内压缩试验得到的压缩模量降低90%～220%;不考虑干密度缩尺效应的室内试验结果,大大高估了现场碾压堆石体的力学性质;(5)采用室内试验结果直接计算现场原级配堆石体的相对密度,高估了堆石体的压实程度,甚至可能出现相对密度大于1的问题。     

软弱围岩隧道锁脚锚杆受力特性及其力学计算模型

锁脚锚杆在软弱围岩隧道中应用非常广泛，为了研究其受力特性，以包茂线西康高速公路包家山特长公路隧道为依托，采用现场试验的方法，对典型断面锚杆轴向应力进行测试，结果表明：拱部锚杆受力较小，最大应力仅为锚杆极限应力的11.5%，作用不大；锁脚锚杆受力较大，最大应力达到锚杆极限应力的55.4%，作用很大；锁脚锚杆受长度和角度限制，不能发挥锚固作用。在分析其受力特性的基础上，采用结构力学和弹性地基梁的方法，建立了钢架和锁脚锚杆力学计算模型。应用该模型对隧道测试断面处的锁脚锚杆受力进行了分析计算，给出了锁脚锚杆弯矩分布图。根据弯矩推算锚杆应变值，并与实测值进行对比，结果表明：实测值和计算值规律一致，在距离孔口最近位置处锚杆应变最大，随着距离孔口距离增大，应变逐渐变小。     

锦屏深埋大理岩破裂扩展时间效应与控制效果评价

锦屏二级水电站大理岩在高的地应力条件作用下表现出破裂随时间扩展的现象,给引水隧洞的运行期安全产生重大的影响。现场开挖后出现的滞后破裂现象、锚杆应力计和声波测试都反映出大理岩破裂随时间发展的特征。首先采用室内试验和数值分析,证明破裂是大理岩开挖后的主要响应方式,表明锚杆应力计和声波测试在现场测试中具有更好的适用性,而多点位移计敏感性较差。利用GSI随时间指数递减代表大理岩强度随时间递减,进而表征隧洞开挖损伤区随时间的增加而增加,在此基础上,建立应力腐蚀模型SC。将现场已获得的监测数据作为SC模型中相关参数的校核依据,对大理岩的长期力学响应、锚杆受力状态和衬砌结构安全性进行详细分析,采用SC模型得出的特征与现场实际开挖响应具有很好的一致性。     

降雨条件下复合土钉支护受力变形特性试验研究

 在完成填土边壁(坡)破坏模式及土钉支护作用机制试验基础上，应用所建立相似模型的相似法则，进行持续降雨及强降雨条件下土钉支护受力变形特性试验研究。研究结果表明：施做地面混凝土封闭层及超前竖直锚管，是复合土钉支护填土边壁(坡)取得成功必不可少的工序之一；填土颗粒经渗透雨水作用后，具有取得最小势能的趋向，即具有流动性，表明刚体转动假设不适用于此类介质边壁(坡)的稳定性分析；渗水速率增量的临界点是控制雨致滑坡的关键，渗水速率增量的临界点值为15.5 cm/d。当达到此临界值时，地表将发生显著沉降，边坡将发生滑塌。     

锁脚锚管和仰拱注浆对控制大断面海底隧道位移的有效性分析

 厦门海底隧道两端陆域软弱地段大断面浅埋暗挖施工中，部分断面拱顶下沉偏大。对量测数据进行分析后发现，隧道发生的整体下沉(包括开挖中的各部整体下沉和初期支护全环封闭后的整体下沉)是构成隧道拱顶下沉量偏大的一个重要因素。为控制隧道结构变形过大这一问题，施工中根据经验采用锁脚锚管和仰拱注浆。为探知两种处理措施的实际效果，首先利用设计文件提供及现场试验获取的支护结构及围岩的物理力学参数，对其进行数值模拟。然后通过对数值模拟结果与现场实测数据进行综合分析，得出以下结论：锁脚锚管在控制开挖中隧道发生的整体下沉方面比较有效，可减小拱顶下沉约17%，减小水平收敛约12%；仰拱注浆比较适于控制初期支护封闭后隧道发生的整体下沉，可减小拱顶下沉约18%；另外这两种措施都能在一定程度上减小洞周围岩塑性区范围，并提高支护结构安全性。     

土石混合料干密度和粒度的强度效应研究

 将密度、砾石含量和最大粒径这3个指标作为高速公路路堤室内试验的控制条件和计算分析的基础，进行一系列大型三轴试验研究及控制试验条件与抗剪强度关系的计算分析。试验和计算结果表明：土石混合料的骨架作用明显，抗剪强度主要受粗颗粒、细颗粒和粗细颗粒的共同作用影响；土石混合料的抗剪强度随试验干密度的增加有所提高，咬合力随砾石含量p5值的增加和最大粒径的增大而降低，当p5 为50%～60%时抗剪强度最低，p5值的最佳范围为65%～70%；最大粒径最佳范围为40～50 mm，考虑剔除粒径大于50 mm的颗粒会给实际工程施工造成困难，故工程应用中应严格控制压实度。     

锚索抗滑桩加固路堤工程实例分析

 国内甬台温高速公路路堤在施工过程中产生较大的沉降和侧向位移，呈现出滑坡的初期征兆。为提高本路段路堤的抗滑稳定性，在坡脚处布置钻孔灌注桩结合预应力锚索的锚索抗滑桩式挡土结构以控制路堤沉降和侧向变形，并同时实施变形与稳定性监测。通过对该路堤锚桩挡土结构内力与变形的观测监控，取得了较为完整的观测资料，在高路堤填土施工中起到指导与控制作用；结合本工程的实际监测和数据分析，评价锚索抗滑桩加固路堤的机制和效果，提出采用锚索抗滑桩加固措施时应注意的一些问题和建议，以期为类似工程提供参考和借鉴。     

深埋隧道围岩损伤破坏模式的数值试验研究

 深部岩体具有内禀特性。在开挖过程中，由于应力重分布导致围岩损伤破坏，传统岩体力学未能有效揭示其破坏机制。随着细观损伤岩体力学的发展，采用损伤观点解决深埋隧道围岩破坏问题逐渐显示出其优越性，但目前仅在均质性假设的基础上对应力状态和破坏判据进行研究，缺乏对其破坏全过程的相关研究。采用RFPA2D软件对通渝隧道二叠系栖霞组岩性为石灰岩且埋深超过1 000 m的K22+029断面在开挖过程中围岩的渐进破坏过程进行模拟，使用EMS–2型工程多波地震仪实测围岩破坏前、后波速的变化，定量模拟计算围岩损伤度的变化，揭示深埋隧道围岩破坏过程的损伤演化特性及损伤破裂过程中声发射、剪应力及岩体纵波波速等因素的变化特性，得出深埋硬岩隧道以拉剪型破坏为主，围岩破坏顺序依次为拱顶开裂→左、右拱肩裂纹扩展→左、右拱肩围岩深部裂纹；损伤过程中声发射事件数与围岩损伤程度近似成正比关系；损伤围岩表现出明显的非线性特性和损伤局部化特征。所得结论对于隧道施工支护具有指导意义，也为揭示深埋隧道围岩破坏机制进行有益的尝试。     

HDPE土工膜端部张拉力的大规模实测数据分析

 垃圾填埋场边土工膜主要受到温度应力和垃圾压缩引起的张拉力的作用，为评价垃圾填埋场防渗系统中高密度聚乙烯(HDPE)土工膜的温度应力和垃圾填埋压缩引起的端部张拉力，以短纤维无纺布、HDPE土工膜组成防渗系统，进行大规模现场试验。试验结果表明：伴随环境温度的下降，HDPE土工膜中产生温度应力，当填埋高度较小时作用在HDPE土工膜端部的张拉力主要为温度应力；随着填埋高度的增加，压缩引起的HDPE土工膜端部张拉力增大。用有限元算法对压缩引起的端部张拉力进行分析，并采用温度与HDPE土工膜张拉力的关系对温度应力进行分析。计算结果与实测结果的对比情况表明，考虑填埋压缩引起的张拉力的应力松弛后计算结果更加接近实测结果。     

寒区公路隧道保温层厚度的相变温度场研究

 寒区公路隧道一般要受到季节性冻融冻胀作用的影响，因而不可避免地引起一系列的隧道病害问题，不仅影响隧道的正常使用，而且危及结构的长期运营安全性。结合寒区公路隧道气候特点，选择外敷保温材料作为隧道的抗防冻措施；采用相变温度场有限元模型，对不同材料及厚度保温材料性能进行对比分析，并采用现场跟踪测试手段，研究保温层施作后围岩及衬砌的温度场分布，对保温材料的性能进行现场验证，给出了合适的寒区隧道保温层材料及厚度。     

工程项目安全管理人员的压力—倦怠—绩效研究

为研究工程项目安全管理人员压力—倦怠—绩效间关系，探索缓解压力倦怠、提升绩效的方法，采用问卷调研收集大量样本数据，运用单因素方差分析研究变量的统计分布规律及差异显著性，并通过相关性分析探索变量间的相关关系。结果表明:从压力水平看，中年管理人员工作家庭冲突压力较大，本科学历管理人员职业发展压力较大；从压力—倦怠—绩效的相关关系来看，工作压力与工作倦怠正相关、与安全绩效基本负相关，工作倦怠与安全绩效基本负相关；从缓解压力及倦怠的方法来看，提高薪资水平具有显著作用。     

水底液化地层大型盾构隧道地震响应分析

 建立南京长江盾构隧道主隧道、横向疏散通道及地层相互作用的三维模型，采用Byrne模型模拟地层的循环液化，对模型分别输入横向和纵向地震波，研究结构一般部位及主隧道–横向疏散通道交叉接口部位的动力力学(应力和位移)响应特征，并分析了横向和纵向地震波对地层孔隙水压及有效应力的不同影响。分析结果表明：横向激振对结构的损害远大于纵向激振，主隧道–疏散通道交叉接口部位在横向激振动力作用下拉应力峰值约3 MPa，超过结构极限抗拉强度，有拉裂破坏的趋势。最后，提出了结构的抗震措施建议，研究结论有利于类似工程抗震设计。