锚固段穿越双地层拉力型锚索拉拔力学模型及应用

预应力锚索灌浆体与周围岩土体结合面的极限黏结强度是预应力锚索设计优化的基础参数，然而该参数的取值目前还严重依赖于经验，尤其对于锚固段穿越双地层的工况。此外，预应力锚索现场拉拔试验只是被用来验证初步设计方案是否满足极限承载力要求，并未与设计方案优化建立定量联系。基于对拉力型预应力锚索工作状态作出的合理化假设，建立了适用于锚固段穿越双地层的拉力型预应力锚索拉拔传力机理力学模型，即弹簧-粘片力学模型。该模型给出了锚索锚固段剪应力状态处于不同阶段时的锚固段剪应力分布函数、拉拔力上下限以及拉拔力-始端位移理论关系式。通过将弹簧-粘片力学模型与现场拉拔试验相结合，提出了一种适用于锚固段穿越双地层的预应力锚索极限黏结强度的半解析预测方法。通过与实际工程中的预应力锚索现场拉拔试验成果及三维有限差分数值分析的对比，验证了该预测方法的有效性及其在预应力锚索设计优化中的应用性。研究结果表明：采用所提出的半解析预测方法确定锚固段穿越双地层的预应力锚索极限黏结强度时，只需开展一组现场拉拔试验，从而克服了仅依靠现场拉拔试验获取双地层中极限黏结强度时需开展至少2组现场拉拔试验的缺点，可大幅节约工程造价且有效缩短了工期，具有较好的工程应用前景。     

桥面铺装防水粘结层路用性能试验研究

通过室内拉拔试验和剪切试验对SBS改性沥青、橡胶沥青、SBS改性乳化沥青和F型桥面专用防水材料用于桥面防水粘结层的路用性能进行研究,并采用拉拔仪和剪切仪对桥面防水层施工质量进行现场检测。室内试验结果表明:橡胶沥青和SBS改性乳化沥青路用性能良好,4种材料用于桥面防水粘结层时路用性能的综合排序为橡胶沥青SBS改性乳化沥青SBS改性沥青F型防水粘结材料;现场拉拔测试结果与室内小试件拉拔试验结果吻合度较好,表明可以采用室内小试件试验结果来预测和监控现场施工质量。     

加筋土工程中筋材的拉拔试验研究

对双面加筋挡土墙结构中预埋的不同层位、不同长度的拉筋进行现场拉拔试验,分析表明筋土之间的拉拔摩阻力随上覆压力的增加而逐渐增大,拉筋越长,抗拔力越大。拉拔试验所测得的似摩擦系数及似粘聚力高于常规设计值,拉拔试验真实地反映了筋土界面的工作状态。     

土钉与土体的界面粘结强度分析

该文运用拉拔试验力学模型和模型试验结果对土钉与土体界面粘结强度进行了分析,并根据耒宜高速公路路堑边坡大量的土钉拉拔试验结果,得出界面极限粘结力与试验土钉长度成反比,可为现场土钉长度的确定提供参考。     

拉拔试验确定锚杆界面粘结强度的理论模型

通过现场拉拔试验确定全长粘结锚杆与岩土介质的界面粘结强度时,对界面剪应力沿杆长均匀分布的假定使得计算结果与现场实测误差较大。该文通过理论分析和建模,揭示了拉拔荷载作用下锚杆界面粘结应力沿杆长服从负指数分布的规律,提出了一种确定界面粘结强度的实用方法;并用现场实测数据验证了理论模型的精度,为实际工程中正确确定锚杆的极限拉拔力和合理锚固长度提供了科学依据。     

全长砂浆锚固岩石锚杆的拉拔试验受力分析

根据现场试验得到的锚杆在拉拔状态下的应力分布曲线,建立了一个简化的锚杆剪应力分布模型,根据这一模型对锚杆在不同拉拔荷载等级下的轴向应力、剪应力分布进行了理论分析,并进行了实例验证,计算应力曲线与实测基本一致,表明所建立的模型可用于拉拔试验下的全长砂浆锚固岩石锚杆进行比较准确的力学分析。     

京珠高速公路小甘段煤系地层路堑高边坡的治理

通过锚索现场破坏拉拔试验,确定煤系地层所能提供的单根锚索的锚固力,并提出提高锚固力的方法。     

基于温度变化的钢桥面防水粘结层性能研究

为了研究温度对防水粘结体系甲基丙烯酸树脂粘结性能的影响,依据港珠澳大桥钢桥面实体工程,在室内和现场分别进行拉拔试验,分析底漆与钢板、底漆与防水层、防水层与粘结层、粘结层与铺装下面层的粘结强度随温度的变化规律,建立温度与拉拔强度的回归方程,推荐拉拔强度检测指标与性能对比方法。结果表明,拉拔强度随温度的升高逐渐降低,变化幅度逐渐减弱;温度与拉拔强度的回归方程相关性良好;拉拔强度增加率反映了粘结强度的优劣;30℃的拉拔强度作为粘结性能控制指标较为合理。     

土工格室界面特性与处治路堤现场试验分析

拉拔试验能更好的反映加筋土结构中筋材的加筋行为,采用自制的拉拔试验装置来测试高填方路堤的现场砂粒填料与土工格室的界面特性参数,分析土工格室与土的界面摩擦作用,进一步研究土工格室的加筋机理。结合工程实例,对土工格室处治高填方路堤进行现场试验,分析格室在路堤横断面的受力特点以及格室的加筋性能。试验结果表明:土工格室拉拔受力是一个渐进式的过程,随着拉拔位移继续增大,格室后面几排网格依次受到填料的阻力,拉拔界面的剪应力呈台阶式的上升;格室与填料的界面摩擦角大于填料本身的摩擦角,且拉拔系数K大于1.0,格室加筋性能远优其他平面材料的加筋性能;在路堤横断面方向,格室承受拉应力;在新旧路堤搭接处,格室受拉应力最大,是重点需要处治的位置。研究表明格室能有效的约束路堤土的侧向变形,同时土工格室所在层位起到了扩散荷载的作用。     

钢桥面铺装防水粘结层性能研究

为研究钢桥面防水粘结层的使用性能,选用MMA作为防水粘结材料并对其性能进行试验,通过拉拔试验和剪切试验对防水粘结层的拉拔强度和抗剪强度进行验证,研究底漆、防水粘结层厚度、施工温度以及环境湿度对防水粘结层粘结效应的影响。结果表明:MMA具有较好的耐酸碱性和低温柔性。在钢桥面上铺设底漆可提高防水粘结材料的拉拔强度,MMA防水粘结层厚度以2.5mm为宜,施工温度和环境湿度对其抗剪强度有显著影响,施工时应确保施工温度控制在40℃以下,现场环境的相对湿度不超过60%。     

桥面橡胶沥青防水黏结层的设计与应用

运用室内斜剪试验和现场拉拔试验的方法及设备,对桥面橡胶沥青防水黏结层配合比设计及施工质量检测进行试验研究,并结合实体工程介绍了施工工艺。室内试验与工程实践证明,采用室内斜剪试验确定橡胶沥青洒布量和碎石粒径的方法是可行的。     

桥面粗糙度对防水黏结层性能影响研究

广州机场第二高速公路具有桥隧比高的特点,桥面铺装施工时,既要保证耐久性又要兼顾施工的快速性,通过增加桥面的粗糙度,采用抛丸工序,以保证层间黏结强度,利用拉拔试验对比分析现场试验测试结果,分析桥面粗糙度对防水黏结层黏结性能影响,确定抛丸工艺效果,从而指导类似工程现场施工.     

溶剂型粘结剂在水泥混凝土桥面铺装防水粘结层的应用研究

以港珠澳大桥组合梁桥面铺装试验段为例,选择3种不同型号溶剂型粘结剂作为防水粘结材料,通过现场检测试验,研究溶剂型粘结剂在水泥混凝土桥面铺装防水粘结层的应用状况。研究结果表明:对于同一种溶剂型粘结剂,人工涂抹施工粘结剂的拉拔强度高于喷涂机施工粘结剂的拉拔强度,不添加玻璃纤维粘结剂的拉拔强度高于添加玻璃纤维粘结剂的拉拔强度;GA10浇注式沥青混合料施工后产生大量气泡和鼓包,溶剂型粘结剂在GA10浇注式沥青混合料+防水粘结层+水泥混凝土基面组成的防水结构体系中应严格控制施工。     

土工格栅-粗粒土界面阻力特性的拉拔试验研究

通过改变粗粒土料的级配、密实度和含水率等,对单向土工格栅进行了一系列的拉拔试验,以研究土工格栅在粗粒土中的拉拔破坏标准。结果表明,单向土工格栅在粗粒土中拉拔时,拉拔曲线通常表现出应变硬化的特征,拉拔力随拉拔位移增大而增大,没有峰值或稳定值,因此宜以容许拉拔位移作为拉拔破坏控制标准。经过对试验结果的分析和与理论值的比较,建议以土工格栅末端拉拔位移等于20 mm作为拉拔破坏标准。     

岩土锚固力的确定及应用

选定粤赣高速公路有代表性的6种岩层,对其全、强、弱风化层组成的路堑高边坡锚索加固工程进行了69次破坏性拉拔试验。试验中对每种不同风化程度的岩(土)层采用锚固长度为1m、2m、3m的现场拉拔试验,计算出锚索加固边坡的锚固力值,为验证高边坡工程设计提供了准确的力学参数,也为全线高边坡工程的施工工艺提供指导性意见。同时,节省了大量的试验费用和时间,获得了显著的经济效益。     

煤矸石与土工布的界面摩擦特性试验研究

以煤矸石为填料,土工布为筋材,进行了一系列直剪试验和拉拔试验,测试了土工布与煤矸石间的界面摩擦特性,获得了不同压实度煤矸石与两种土工布(PES 100-50、PES-PP 100-50)间的直剪和拉拔界面强度及摩擦系数.试验结果表明:煤矸石与土工布的直剪和拉拔剪应力与位移的关系为非线性,剪应力峰值随法向应力的增加而增大,直剪试验曲线呈稳态型,而拉拔试验曲线为软化型.两种土工布与煤矸石的直剪界面强度和拉拔界面强度均随煤矸石压实度的增加而增大,符合莫尔库仑强度型；两种土工布与煤矸石间有较好的拉拔摩擦特性,直剪摩擦系数为0.86～1.50,拉拔摩擦系数为0.43～1.16.     

煤矸石与土工布的界面摩擦特性试验研究

以煤矸石为填料,土工布为筋材,进行了一系列直剪试验和拉拔试验,测试了土工布与煤矸石间的界面摩擦特性,获得了不同压实度煤矸石与2种土工布（PES100—50、PES—PP100—50）间的直剪和拉拔界面强度和摩擦系数。试验结果表明：煤矸石与土工布的直剪和拉拔剪应力和位移的关系为非线性,剪应力峰值随法向应力的增加而增大,直剪试验曲线呈稳态型,而拉拔试验曲线为软化型。2种土工布与煤矸石的直剪界面强度和拉拔界面强度均随煤矸石压实度的增加而增大,符合莫尔库仑强度型;2种土工布与煤矸石间有较好的拉拔摩擦特性,直剪摩擦系数为0．86～1．50,拉拔摩擦系数为0．43—1．16。     

沥青路面基-面层间拉拔试验研究

为了分析不同用量的各种基-面层间粘结材料的粘结效果,采用万能试验机对ATB-25与AC-25层间粘结成型试件进行了层间强度拉拔试验.试验过程中万能试验机配套软件系统记录了不同时间的荷载与位移数据,由层间拉拔强度试验的位移-应力曲线,得出最大拉拔强度.试验分析结果表明:不同层间材料的拉拔强度和抵抗拉拔位移能力差别较大.因此,选择合理的层间材料有利于提高层间粘结强度和层间变形协调能力,达到减少路面病害、维持路面长期性能稳定目的.     

锚杆锚固质量检测试验研究及应用

在分析常用隧道锚杆锚固质量检测方法即拉拔试验法所存在问题的基础上进行改进,提出锚杆(索)拉拔仪拉拔试验检测法,介绍了锚杆(索)拉拔仪的基本构造及检测原理,并应用于实际隧道工程锚杆施工质量检测中,分析了其检测效果和优点。     

单向土工格栅加筋膨胀土的拉拔力计算公式研究

为获得加筋土中筋材与填料间的作用力,国内外不少学者开展过拉拔试验,受测试仪器所限,多是研究双向土工格栅与砂土间拉拔力,建立拉拔力计算公式时,普遍认为它由表面摩擦力与横肋侧面阻力两者构成,而单向土工格栅因横肋的间距较大,目前对其与膨胀土填料间拉拔力的试验研究还鲜见。借鉴已有确定拉拔力的多种方法,提出最大拉拔力计算公式,采用自行研发的大型数控拉拔试验系统,利用其尺寸大、双向气囊加载、能消除侧壁摩擦等优势,优化试验方案设计以获取公式中两重要计算参数:一是将不同长度格栅剪去提供侧面阻力的横肋后实施拉拔,得格栅与填土间滑动摩擦系数;二是开展不同横肋数格栅的拉拔试验,测得单根横肋的端承侧面阻力。对比基于剪切破坏、冲切破坏及普朗特破坏3种机理分析所得端承侧面阻力结果,验证了试验测得的横肋端承侧面阻力较合理,并通过试验再次验证用最大拉拔力计算式分析不同型号、尺寸格栅加筋两种膨胀土及确定拉拔摩擦系数合理。研究成果可用于指导单向土工格栅加筋膨胀土工程的设计与施工以及格栅厂家对产品的改型升级。