拉拔荷载下黄土隧道系统锚杆力学特性分析

基于Mindlin问题的位移解导出了拉拔荷载作用下砂浆锚杆的剪应力分布和轴力分布的弹性解。依托岢临高速公路某黄土隧道,通过现场试验得出边墙系统锚杆的极限拉拔力,分析了拉拔荷载作用下边墙系统锚杆的受力特性;探讨了不同土体性质下砂浆锚杆剪应力及轴力的分布形式。研究成果为黄土隧道系统锚杆的设计和优化提供了理论依据,对设计和施工具有指导意义。     

拉拔荷载下黄土隧道系统锚杆力学特性分析

基于Mindlin问题的位移解导出了拉拔荷载作用下砂浆锚杆的剪应力分布和轴力分布的弹性解.依托岢临高速公路某黄土隧道,通过现场试验得出边墙系统锚杆的极限拉拔力,分析了拉拔荷载作用下边墙系统锚杆的受力特性;探讨了不同土体性质下砂浆锚杆剪应力及轴力的分布形式.研究成果为黄土隧道系统锚杆的设计和优化提供了理论依据,对设计和施工具有指导意义.     

岩体锚固界面剪切蠕变特性研究

完整的锚固系统由锚杆体、黏结材料以及岩土体三部分组成,其间的力的递方式均是由锚杆体传递到黏结材料,再由黏结材料传递到岩土体的,锚固界面就成为整个锚固系统极限承载力设计的关键。通过室内剪切蠕变试验,分析锚固界面上不同荷载时应力的分布规律,以及考虑时效性下的剪切蠕变关系。研究结果表明：锚固界面上的剪力沿杆长呈抛物线分布,同时锚固界面在剪切效应的影响下只表现出了蠕变全过程的前两个阶段,真正意义上的加速蠕变阶段不存在,且锚固界面的破坏性状与其位置有关系。研究成果为相关研究提供了参考,具有一定指导意义。     

基于Mindlin解的预应力锚索荷载-变位关系

通过分析有自由段充填注浆的预应力锚索的动态工况特征和边界条件，基于锚注体．围岩界面径向与轴向变形协调条件，建立了等效介质模型．采用柱状空间内的Mindlin积分解和轴对称径向膨胀力Mindlin解，导出了内锚固段轴力分布和预应力作用下的荷载-变位关系方程。结合原位试验结果，分析、比较了荷载．变位特征曲线及轴力分布形态。     

玄武岩纤维增强锚杆加固混合土室内拉拔试验研究

玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）质量轻、强度高、耐久性好,将该材料用作锚杆可有效解决传统钢筋锚杆的腐蚀问题,在恶劣环境下的工程建设中具有广阔的应用前景. 本文以广泛存在于西南山区的崩坡积混合土为对象,通过室内拉拔试验研究了锚杆类型、锚杆直径、锚固长度以及灌浆体直径等因素对极限拉拔荷载和界面剪应力的影响,并对锚固体系的破坏模式以及应力分布规律进行了分析. 研究结果表明:混合土中BFRP锚杆破坏模式均为沿灌浆体与土体界面的剪切破坏,BFRP锚杆与钢筋锚杆的抗拔承载性能基本一致,实际工程可以使用BFRP锚杆直接替代钢筋锚杆;BFRP锚杆拉拔荷载位移曲线呈三阶段形式,弹性临界荷载为极限荷载的20% ~ 28%,试验条件下锚杆的极限承载力与锚固长度、灌浆体直径成正比关系;灌浆体环向裂缝使锚杆的轴向应力沿杆体呈单峰形式分布,同时使锚固段前部的应力集中程度降低;混合土中灌浆体直径越大则界面强度越低,直径从90 mm增大为110 mm,界面强度降低约8%.      

锚杆粘结力分布和灌浆体剪移刚度的研究

锚杆的抗拔力计算式是岩土锚固工程设计中的一个关键技术问题，锚杆灌浆休的剪移刚度足锚杆粘结强度计算的关键参数，一直没有解决．工程实践和研究表明，锚固段的内力沿杆长分布足不均匀的，杆体轴力和剪力集度均向根部衰减．本文利用锚杆、灌浆体和围岩共同变形的理论，研究锚固力和剪力集度沿锚杆的分布，并与现场实验结果相比较，本文还对灌浆体切向剪切刚度计算方法进行讨论．     

锚杆粘结力分布和灌浆体剪移刚度的研究

锚杆的抗拔力计算式是岩土锚固工程设计中的一个关键技术问题.锚杆灌浆体的剪移刚度是锚杆粘结强度计算的关键参数,一直没有解决.工程实践和研究表明,锚固段的内力沿杆长分布是不均匀的,杆体轴力和剪力集度均向根部衰减.本文利用锚杆、灌浆体和围岩共同变形的理论,研究锚固力和剪力集度沿锚杆的分布,并与现场实验结果相比较.本文还对灌浆体切向剪切刚度计算方法进行讨论.     

基于荷载传递法的锚杆锚固段荷载变形分析

基于荷载传递法,推导了锚固段的荷载传递基本微分方程;结合Kelvin问题的位移解,得到锚固段的应力分布的解析表达式,认为锚杆体的直径、外荷载及锚杆体弹性模量与岩体剪切模量的比值等因素影响着锚固段的应力水平。计算结果表明:锚杆体直径增加到一定程度会使锚杆所受的最大剪应力快速增加;在较高的初始力条件下,锚固段前端应力集中现象明显;较小的锚杆体弹性模量与岩体剪切模量比值有利于锚固段应力的均匀分布。     

BFRP锚杆锚固系统界面应力试验研究

玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)锚杆是由树脂和玄武岩纤维组成的新型材料。与传统钢筋相比,它具有强度高、耐腐蚀性强、抗震性能优越等特点。由于传统的拉拔试验无法测量BFRP锚固系统第二界面的剪应力分布,故本次实验采用第二界面附近的埋地土压力计法获得试验数据。通过对BFRP锚杆锚固系统拉力荷载位移关系曲线的试验,可以看出该曲线由三段组成:弹性变形阶段,基本呈线性增长关系,弹塑性变形阶段为梯度曲线的增长关系;随着荷载的增加,锚固段局部的剪应力达到极限值。随着载荷的增加,形成塑性变形,形成局部塑性区,塑性区逐渐扩大;在塑性变形区或破坏阶段,锚固系统的锚固区产生塑性变形。试验结果表明,利用埋地土压力计测量锚固系统第二界面剪应力分布的方法可以有效地提取数据信息,测得的剪应力分布趋势与土压力计测得的剪应力分布趋势吻合较好。与理论计算结果相比,更符合实际工程情况。     

锚拉悬臂式挡土墙模型受力特性数值模拟分析

为通过模型试验研究车辆荷载作用下锚拉悬臂式挡土墙的受力特性,先使用ABAQUS有限元计算软件进行数值模拟,为模型试验的设计提供参数依据。研究结果表明:模拟车轮荷载作用下,锚杆轴力最大值出现在锚杆中间位置,向两端逐渐减小,近墙端轴力大于远墙端;挡土墙侧向土压力的竖向分布及横向分布都在锚固端位置出现急剧增大现象;锚杆高度位置、L/2截面处竖向土压力最大值出现在锚杆上方;挡土墙的侧向位移量在锚杆以下迅速减小,最大侧向位移出现在挡土墙顶端。该结论的得出为锚拉悬臂式挡土墙模型试验测量仪器的选取、参数比较及实际工程中锚拉悬臂式挡土墙的设计与施工提供了理论依据。     

水泥混凝土路面传力杆间距设计的力学分析

基于Timoshenko弹性基础上提出的传力杆承担荷载线性分布理论．文中分析了传力杆布置间距对承担荷载有效传力杆根数,接缝处传力杆的变形以及传力杆承受的剪力,弯矩与混凝土接触界面应力的影响,并提出传力杆间距设计的最大值。     

龙永高速公路断裂带边坡锚杆加固规律探究

通过对龙永高速软弱断裂带中典型失稳边坡进行研究,基于FLAC 3D对锚杆加固中锚杆长度和锚固角对边坡稳定性的影响进行了计算分析;研究了最优锚固角下锚杆长度变化对稳定性的影响及锚杆轴力的分布规律,提出了最优锚固角和最佳锚固长度的具体数值,并指出了加固中需要注意的关键部位,研究成果对锚杆加固设计、施工中的侧重点有良好的理论指导意义。     

锚杆粘结性能与灌浆密实性能试验研究

针对辛泰铁路电气化改造工程中锚杆的实际设计情况,在试验室模拟实际设计和灌浆施工的锚杆粘结性能与密实性能试验。典型荷载-滑移曲线分析结果表明,锚杆锚固长度和粘结力满足工程使用要求,具有很大的可靠性。时域信号分析结果表明,锚杆灌浆密实度大于90%,满足锚杆锚固质量等级要求。     

考虑隧道围岩蠕变的复合式衬砌受力规律

将锚杆作用力视为体力作用于围岩内, 将初期支护与锚杆锚固范围内的围岩视为围岩加固体, 建立了围岩力学模型, 基于统一强度理论分析了隧道蠕变条件下的围岩应力与变形规律, 推导了复合衬砌应力与变形表达式, 分析了隧道围岩蠕变过程中支护结构受力特点及不同初期支护强度下二次衬砌受力变化规律。分析结果表明: 当初期支护按照“初期支护应与围岩共同受力且能保证施工阶段安全”的原则进行设计时, 在围岩蠕变作用下, 锚杆与喷射混凝土最大受力分别为48、286kPa, 与开挖阶段相比分别增大了57.5%、13.7%, 且超过支护结构最大承载力, 说明在进行初期支护设计时, 仅满足隧道开挖过程中围岩稳定而不考虑蠕变产生的附加应力影响, 可能造成隧道运营过程中初期支护结构破坏, 不利于隧道稳定; 当二次衬砌厚度由300mm增大至500mm时, 二次衬砌最大受力增大了40.5%, 荷载分担比由25.2%增大至36.2%, 而增大初期支护强度后, 二次衬砌受力减小了14.5%, 荷载分担比由25.2%减小至22.3%, 说明二次衬砌荷载随初期支护强度增大而减小, 而随自身强度增大而增大, 应重视初期支护与二次衬砌支护强度的协调配置, 实现围岩压力的合理分配; 在软岩地质条件下, 应保证隧道施工过程中围岩稳定并避免围岩蠕变过程中发生结构破坏, 以实现初期支护与二次衬砌共同承担蠕变引起的附加应力。      

水泥混凝土路面传力杆设计的力学分析

基于Timoshenko弹性基础上的传力杆承担荷载变形和杆组变形的线性分布理论,分析传力杆直径、布置间距对承担荷载有效传力杆根数、接缝处传力杆的变形以及传力杆承受的剪力、弯矩与混凝土接触界面应力的影响,阐述传力杆间距、直径设计的思路和方法。     

黄土路堑边坡锚杆(索)锚固效果试验研究

针对锚杆(索)在黄土地层中能否起到锚固作用的问题，依托临洮(安家咀)至临夏公路工程，通过理论计算和现场试验对比分析的方法，证明锚杆(索)在黄土地层中能够达到设计要求锚固力，破坏荷载可以达到设计抗拔力1.8倍以上。     

边坡锚杆质量无损检测技术浅析

随着高速公路高边坡防护的大量出现,锚杆锚固技术大范围的推广应用,锚杆施工质量的好坏直接关系到边坡及围岩的安全与稳定。常吉高速公路采用了大量锚杆锚固进行护坡处理,通过应用声频应力波检测技术进行了锚杆长度及锚固质量的检测,结合现场拉拔试验,充分证明了锚固质量无损检测技术的可行性和实用性。     

地震作用下锚固体界面剪切作用研究

采用数值模拟的方法构建了地震作用下锚杆力学响应数值模型,并通过现场试验所得数据验证了模型的合理性及可靠性。依托此数值模型,进一步研究了锚杆锚固体界面剪应力在静力和地震作用下不同的变化规律。结果表明:砂浆周围岩土体所受剪应力的值与拉拔力呈正相关,随拉拔力的增大而逐渐增大,并且由内向外逐渐扩散递减。在地震作用下,锚固体界面剪应力的峰值位置会发生移动,由初始的锚杆端头不断向锚杆底端移动,直至锚固体系整体破坏。     

锚杆锚固质量无损检测技术在浙江省高速公路中的试验及应用

随着高速公路建设的迅猛发展，锚杆锚固施工技术在边坡和隧道加固工程串得到了广泛应用。实践证明，锚杆锚固质量无损检测技术不仅可行、而且非常有效，使高速公路工程中的锚杆施工质量得到了有效的控制和提高。为此，了解和控制锚杆的锚固质量，开发一种能高效、准确地检测锚杆锚固质量的无损检测方法是当务之急。     

郑万高铁苏家岩隧道软弱围岩加固及大断面开挖技术研究

软弱围岩隧道大断面开挖方法是利用中管棚、GFRP纤维锚杆等措施对隧道掌子面进行超前加固,使得掌子面达到稳定状态,然后按照大断面或全断面工法进行隧道开挖;辅助使用三臂凿岩台车进行钻孔爆破,提高作业效率,采用DCP防腐锚杆代替传统的组合中空锚杆,以更加充分的发挥锚杆的锚固作用。施工验证该施工方法可行及适用。