基于统一强度准则的预应力锚索极限承载力计算

基于统一强度理论和极限平衡原理，结合预应力锚索破裂面的形状，推导出一个能够考虑锚索破裂面形状、锚索的倾角、锚固体注浆压力、岩土体种类等因素的预应力锚索极限抗拔承载力计算公式。为验证计算公式的实用性，分别在软岩与硬岩中考虑不同的影响因素对理论计算结果与实测结果进行了比较。研究结果表明：随着加权系数的增大，锚索的极限抗拔力相应增加，但破裂面形状基本没有改变；锚索的极限抗拔力主要取决于锚索与浆体、锚固体与岩土体之间的界面强度，而破裂锥体部分岩土体所分担的抗拔力较小；在软岩中锚索的极限抗拔力和破裂锥体高度主要取决于锚固体与岩体的界面强度，受注浆压力的影响较小；在硬岩中注浆压力对锚索的极限抗拔力和破裂锥体高度都有着重要的影响，随着注浆压力的增大，极限抗拔力和破裂锥体高度相应增加。     

桩锚支护锚固体段预加固在软土地层应用研究

对于支护空间小、工期紧张的软土地区基坑支护工程而言,场地软土层深厚,桩锚支护中锚固段与软土间的摩阻力较小,锚固段通常需穿透软土层进入到性质较好的地层,因此桩锚支护中普通锚索存在着自由段和锚固段较长、倾角大等问题。为解决上述问题,对桩锚支护中锚固体所在地层进行预加固处理,预加固土体与桩锚体系组合形成一种新型的桩锚体系。基于广州南沙某软土基坑工程,通过数值模拟对不同预加固体宽度、高度和埋深下新型锚固体的极限抗拔力和围护桩受力变形进行探究,提出新型锚固体系的极限抗拔力计算公式和支锚刚度计算公式。     

成都膨胀土地层机械扩孔锚索抗拔承载力试验研究

在成都膨胀土地区基坑支护中进行了拉力型锚索、旋喷扩孔锚索以及机械扩孔锚索的现场试验,文章通过对三种不同类型预应力锚索的现场抗拔力对比试验,分析了膨胀土中各类锚索的极限抗拔力以及受力变形特征。从本次对比试验可知,膨胀土中扩大头锚固段对预应力锚索承载力起到了决定性作用;机械扩孔锚索抗拔承载力明显高于传统拉力型锚索和旋喷扩孔锚索的承载力,取得的试验结果以及分析结论对机械扩孔锚索在基坑支护工程中的应用有一定的指导意义。     

软土区大倾角锚索的抗拔力试验研究

软土地层不能提供有效的锚固力,这对于锚固法在软土区基坑支护工程中的应用提出了更高要求,为提供软土区基坑支护体系所需锚固力,锚索的有效锚固段需深入软土下层,设计中常采用长自由段、大倾角锚索。在常规施工工艺下,工程设计中大倾角锚索锚固力的取值为工程界所关注,本文对深圳某软土区预应力锚索进行了抗拔力试验,其结果可供类似工程参考。     

抗浮锚索极限承载力试验研究

以昆明某地下室抗浮锚索的现场实验为例，对抗浮锚索抗拔极限承栽力进行研究，对破坏形式进行定性分析。研究表明，锚固体与岩土体间的接触面为锚固系统的薄弱面，土层抗拔锚杆（索1最大极限承栽力是由细固体与岩土体间的极限抗剪强度决定。     

扩孔锚杆在基坑支护中的应用

扩孔锚杆的扩大头部分增大了锚固体与土体的接触面积,以及锚杆受拔时土体对扩大体的支承作用,使得锚杆抗拔力得到较大提高,具有广泛的适用性和推广价值。     

黄土地层下预应力锚索荷载传递规律的试验研究

在已有理论推导的基础上,基于现场拉拔试验,分析锚固长度、拉拔荷载及锚索体直径对预应力锚索在特定黄土地层条件下荷载传递规律的影响。分析结果表明:(1)预应力锚索的有效锚固长度以6～8m最为合理,过短不利于锚索极限承载力的充分发挥,过长则易造成锚索材料的浪费;(2)锚索轴力随拉拔荷载增大不断向锚固段远端传递且越来越小,其峰值则不断增大且向远端偏移,该现象与锚固段前端锚索体所受轴力超过其屈服极限而产生局部塑性破坏有关;(3)土体及锚固体具有明显的非均质性和非线性,使得浆体与土层间存在相对薄弱或非连续界面。当拉拔荷载级别增大至一定量值时,这些弱面上即发生锚固力跳跃分布现象;(4)在工程实践中,锚固力分布曲线的始点与锚固段端口并不完全重合,而是相对纵轴均存在不同程度的偏移,导致发挥实际锚固作用的锚固段长度往往较理论设计的偏短;(5)在黄土地层下,部分预应力锚索极限承载力随其直径增加而线性增长,增长系数约为1.1,而与锚索有效锚固长度无关。所得结果为黄土地区锚索支护工程的设计和施工提供参考依据,具有一定的理论和实用价值。     

扩体锚索在软土深基坑中的极限承载力特性研究

为研究扩体锚索在软土地区中的承载力特性,本文依托某软土深基坑支护项目工程,利用理正设计软件对支护结构选型后,分析了桩锚支护体系中扩体锚索相较普通锚索的差异,通过理论计算得到为提供相当的承载力,普通锚索需提供最长约19.5m的锚固段长度,而扩体锚索只需13m。通过现场试验数据分析得到扩体锚索的极限抗拔承载力是普通锚索的2.5倍,相应的在循环加载下位移量是其约9倍。通过上述分析结果可知,在软土区为提供足够承载力扩体锚索锚固段长度要短的多,支锚刚度在长度增长中迅速降低,锚固体直径的增加会显著提高拔承载力的极限值,但变形量较大,实际使用需加强变形监测,以免造成规模性坍塌。     

土遗址用变径木锚杆锚固机理数值模拟研究

基于室内拉拔试验的物理模型,利用FLAC3D建立变径木锚杆拉拔数值计算模型,分析了变径木锚杆锚固系统的荷载传递规律、界面剪应力分布和传递规律、浆体土体应力场和位移场,并通过数值试验研究锚孔直径、锚杆直径和锚固长度对锚固效果的影响。研究结果表明:数值试验结果与室内拉拔试验结果较为吻合,证明数值模拟木锚杆拉拔过程的可行性和科学性;木锚杆浆体界面剪应力沿锚固段分布不均,主要集中在锚固段顶端和末端的0.1m范围内,末端界面剪应力呈增大的趋势与其变径的结构特征有关,其变径的特点在一定程度上提高了木锚杆的抗拔力;变径木锚杆同时具有拉力型和压力型锚杆的特征,径向具有剪胀作用;锚固影响因素中锚孔直径、锚固长度对木锚杆抗拔力影响显著,而锚杆直径对其影响相对较小;提出了木锚杆极限抗拔力计算公式。     

双管喷射高压旋喷扩孔锚索施工操作及控制要点

在软土地区,传统锚索蠕变大且极限承载力低,极易失效,进而造成桩锚支护体系整体失稳、基坑外侧变形过大等后果。软土地区对锚索施工要求较高,抗拉,抗拔力要求较高。针对以上问题,提出双管喷射高压旋喷扩孔锚索施工技术,本技术对外围土体及道路沉降扰动较小,有效控制了外围土体及道路沉降,后期承载力高,可以做到在钻杆底部从常压直接转换成高压旋喷状态,无需更换钻杆,提高锚索施工效率。     

地下大型污水池爆扩抗浮锚固结构设计与应用

 通过综合分析各种地下工程的抗浮加固方式,提出爆破扩孔变截面抗浮锚杆结构型式,以提高地下池体的抗浮能力,并保证池体尽快投入生产。采用变截面结构锚固孔,利用锚固段和孔底扩大头的端头效应,可提供足够的锚固抗拔力,同时可减少锚固深度及孔径,提高施工效率。爆破扩孔则是利用炸药爆炸时产生的爆轰作用,对锚固孔周围土体迅速挤压,扩大锚固孔断面,提高土体力学性能及与锚固体间的黏结强度,从而显著提高抗浮锚杆的抗拔力。应用情况表明：将抗浮锚杆与爆破扩孔相结合进行地下大型工程的抗浮抢险加固,是一种经济高效的抗浮加固形式,可为同类地下工程抗浮加固设计和施工提供借鉴。     

锈蚀锚杆与砂浆黏结机理试验研究

锚杆通常工作于软弱破碎的不良地质环境中,岩土介质及地下水中存在的腐蚀性介质、干湿交替、永久浸泡、密闭潮湿、杂散电流、双金属作用等各种因素,都会引发锚杆锈蚀。锈蚀使锚杆表面性状改变,从而影响杆体与砂浆之间的有效黏结,导致锚杆极限抗拔力下降。基于拉拔试验,研究了锈蚀及锈蚀部位对锚杆极限抗拔力和黏结性能的影响机理。结果表明:锚固段无锈蚀试件的极限抗拔力明显高于锚固段发生锈蚀的试件,并且锚固段前段锈蚀对锚杆极限抗拔力的不利影响最大,因此,锚固段前段是锚杆与砂浆黏结的关键部位。试验数据证实锈蚀在锚杆与砂浆界面间起"润滑"的不利作用,破坏了应力由锚杆到砂浆的有效传递路径,是导致锈蚀锚杆极限抗拔力下降,锚固端滑移量增大的主要原因。     

黏性土层中拉力型锚杆抗拔力现场试验研究

以深圳坪山锚杆大型综合试验项目为背景,对较为常见的一次注浆型锚杆和二次注浆型锚杆锚固体与岩土体之间的极限黏结强度进行了分析.与现有规范进行比较后,得出一些有益结论:在相同地层条件下,相同锚固长度的二次注浆型锚杆极限抗拔力普遍大于一次注浆型锚杆,锚杆极限抗拔力基本都随锚固长度逐渐增加,极限抗拔力与锚固段长度并非完全成正比...     

岩石扩底锚索抗拔承载力试验研究

针对普通岩石锚杆基础锚固性能差异大、疲劳寿命低、易发生脆性破坏等问题,提出一种新型岩石扩底锚索结构,以提高锚索的锚固抗拔承载能力。为深入了解岩石扩底锚索结构的受力性能,探索锚索承载能力的影响因素,对12根扩底锚索进行了现场极限抗拔承载力试验。结果表明,岩石扩底锚索具有较高的极限抗拔承载力,破坏形式为钢绞线的延性断裂;对锚索施加预拉力、增大扩底孔径可有效提高锚索的抗拔承载能力;中等风化以上的岩石基础更能发挥锚索的锚固效果,而在扩底段充分锚固时,增加直孔段锚固长度对锚索抗拔承载能力没有明显影响。     

预应力锚索锚固长度对锚固效果的影响试验研究

实际工程中,影响锚索极限承载力的因素众多,由于设计计算方法不成熟、施工工艺不够先进等原因,导致理论锚固力与工程实测锚固力存在差异。通过对实际工程中拉力型锚索极限拉拔试验得到的拉力-位移关系的分析,得出在试验土体条件下的锚固长度与有效因子的关系曲线。提出了工程实际中影响锚固力的因素。     

自带钢绞线一次注浆扩大头预应力锚索的应用

为保证在深基坑复杂地质支护中锚索成孔的施工质量,提高锚索轴向抗拔力,增大锚索锚固对土体的影响范围,提高锚索整体的锚固效果且便于施工.经分析锚索作用原理,研发自带钢绞线一次注浆成型扩大头预应力锚索施工技术,质量可满足标准要求.     

仿真介质扩孔锚承载性状模型试验研究

通过混凝土、水泥砂浆以及不同侧限条件密砂仿真岩土材料介质室内模型试验,模拟分析不同类型岩土实体内不同尺寸扩大头锚杆的抗拔性能,探讨了扩大头锚杆的承载机理与破坏模式,研究结果表明岩土体强度与约束条件对扩孔锚极限抗拔力与承载性状影响显著,扩孔锚扩大头直径合理取值范围为1.5≤D/d≤3.0,扩大头长度对扩孔锚承载力的影响可以忽略不计,其设计参数只要满足扩大头抵抗剪切破坏的能力要求即可。同时基于研究成果提出了对扩孔锚设计与施工有实际参考价值的相关建议。     

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。     

透明土中连续球体型锚杆拔出机理研究

采用透明土材料和粒子图像测速法(PIV)技术,通过物理模型试验研究锚杆拔出机理。在模型试验中采用A、B两种不同尺寸的连续球体锚杆锚固段,试验获得各锚杆锚固段上移对周围土体的扰动规律、锚杆位移与锚固力变化曲线以及拔出破坏时破裂面的位置及形状。通过分析连续球体锚杆锚固段的极限承载力和锚固段破坏机理,推导出连续球体锚杆抗拔力的计算公式。试验结果分析表明:本文试验条件下,锚杆拔出时竖向位移最大影响范围与连续球体的半径和间距有直接关系;A、B型连续球体锚杆的极限承载力,分别比普通圆柱型锚杆提高52%和117%;连续球体锚杆锚固段在上拔破坏过程中抗拔力的贡献可分为3个部分:直杆与土层的黏结、肩部端承力和黏土黏聚力。     

中风化砂页岩中抗浮锚杆极限抗拔力和有效锚固长度的研究

为了探究辽宁西部地区抗浮锚杆的极限抗拔力和有效锚固长度的取值,以辽宁阜新玉龙时代广场抗浮锚杆为工程背景,对抗浮锚杆进行现场抗拔试验,通过6根抗浮锚杆在连续荷载作用下的破坏性抗拔试验,测试锚杆杆体的抗拔力,并进一步利用公式推算锚杆轴力和剪应力,并绘制出锚固深度与轴力、剪应力的变化曲线。分析结果表明,注浆体与锚杆杆体间的轴力、剪应力分布是不均匀的,自孔口到杆底端呈逐渐递减的分布模式;当锚杆杆体的内力(轴力和剪应力)达到某一临界值时,锚杆杆体变形由弹性变化为塑性,这一临界值接近于杆体的极限抗拔承载力,锚杆抗拔时并非全长同时受力,而是分阶段受力;经分析此项目中抗浮锚杆极限抗拔力为270～330kN,抗浮锚杆的有效锚固长度约3. 6m,可为辽宁西部地区的中风化砂页岩中抗浮锚杆的使用提供参考依据。