压力分散型胶体锚索结构试验研究和理论分析

研究了一类适应于混凝土结构施加大吨位预应力的新型胶体锚索结构,该锚索用钢绞线或精轧螺纹钢作锚杆体,用树脂胶作锚固体,根据锚固体的受力特性,构成拉力型、压力型及荷载分散型胶体锚索。对胶体锚固体构成不同的8组胶体锚索结构进行了现场试验研究,得到了该类锚索的工作性能和承载能力;以压力分散型胶体锚索结构试验模型为基础,考虑材料非线性,对该类胶体锚索结构进行了计算分析,进一步掌握了该类胶体锚索结构的受力规律和极限承载力。     

软土地层基坑施工过程土锚索受力状态原位试验研究

针对软土地层深基坑施工扰动引发锚索支护系统预应力损失及其支护效果风险演化等不确定性问题,结合温州机场大型深基坑工程,进行基坑开挖全过程土锚索预应力分布特性及其演化的原位试验。通过实时数据,系统研究基坑开挖过程锚固力变化特性、施工方式和参数对锚固力的影响规律、锚索几何参数对自身受力和作用效果的影响。结果表明,近距离土体开挖卸载对锚索体系的实时锚固力产生较大幅度的突变性影响;随基坑开挖过程,各试样锚固力呈缓慢增大趋势;锚固力的损失与增大,取决于锚索结构的几何参数,当锚索长度大于等于3倍基坑深度时,锚固力损失趋于零并呈现逐渐增加趋势。该结果对软土基坑锚索支护设计具有借鉴意义。     

压力型锚索锚固段剪应力数学解

针对压力型锚索，考虑钻孔注浆的挤压效应和锚索锚固段与岩土体接触面的黏聚力对锚固段的剪应力和轴力的影响，引入强度折减系数，对接触面黏聚力和摩擦角进行强度折减；通过理论分析及数学推导，得到压力型锚索锚固段的剪应力和轴力分布的数学表达式，并与学者尤春安提出的公式进行对比分析。结果表明:引入强度折减系数以后，所得到的剪应力值较大，轴力值较小，预应力损失值增快。因此，在实际设计中要合理地考虑锚固段的长度，使剪应力、轴力的存在长度能够完全在锚固段以内。     

一种新型锚固结构—安全型压力分散锚索简介

压力分散型锚索的外锚头一旦产生变形,将导致各级钢绞线应力分布不均而使锚索失效,且压力分散型锚索不能进行极限承载力试验.通过在内锚固段设置可滑动的内锚具,开发出一种新型锚固结构—安全型压力分散锚索,使上述问题得到有效解决.安全型压力分散锚索是一种安全可靠的预应力锚固结构,值得在各类岩土锚固工程中推广应用.     

软岩隧道中基于快速预应力锚固支护的变形控制技术

以木寨岭公路隧道为依托，基于单一锚固形式的拉拔试验与交通隧道工程对锚固系统的要求，提出了适用于软岩大变形隧道且可实现及时支护理念的快速预应力锚固系统，并以其为核心载体，开展了支护技术应用试验研究。拉拔试验结果表明：受限于锚固成效、锚固力及锚固时间等因素，软岩隧道中涨壳式锚固和水泥药卷锚固均无法实现及时主动支护的功能；以后期具备良好锚固效果的水泥浆锚固和能快速凝结后可施加预应力的树脂锚固为基础，提出了全新的“及时（树脂端锚）+永久（水泥浆全长注浆）”快速预应力锚固体系，并以其为基础，在依托工程大变形段开展了以快速预应力锚固系统为核心的新支护体系和强力被动支护体系的对比试验研究。对比试验结果表明：以预应力后注浆树脂（鸟笼型）锚索系统为核心的快速预应力锚固支护技术，有效抑制了软岩隧道洞周围岩位移，拱顶沉降由73~127 mm减至34~55 mm，拱腰收敛由295~740 mm减至157~430 mm，显著减少了围岩变形稳定时间与围岩变形潜势，验证了基于快速预应力锚固支护的变形控制技术在软岩大变形隧道中的优越性。     

让压预应力锚索在软岩隧道大变形控制中的作用机制研究

为解决高地压、高流变条件下软岩隧道围岩及支护结构大变形控制难题，通过理论和数值分析，研究让压预应力锚索在隧道大变形控制中的作用机制。研究内容包括2个方面，一是研究新型让压锚垫板在低预紧力及低围压下的力学性能，满足支护结构先柔让压的要求； 二是让压结束后，预应力锚索在高预紧力条件下改善支护结构受力性能，实现后刚强支的作用。结果表明： 1）预应力锚索通过施加预紧力，增大洞壁径向阻力，提高围岩稳定性； 2）预应力锚索在让压结束后对支护结构的主要作用是减跨，由此提高支护结构刚度和承载能力； 3）围岩、支护结构和让压预应力锚索变形协调，力学上相互耦合，构成“先柔后刚”的支护体系。     

桥梁锚碇预应力锚固系统数值仿真研究

由于预应力锚固系统结构和受力机理较为复杂,计算时通常对预应力施加进行简化,而使得该结构的计算精度不能满足工程实际的需要。文中以某大桥南锚碇预应力锚固系统为例,建立有限元三维预应力锚索模型,以杆单元降温的方式实现了全部65根锚索预应力的施加,再现了锚碇预应力系统的真实受力状况。得出在荷载作用下,钢筋最大拉应力为1.97 MPa,混凝土最大压应力为5.2MPa,均满足设计要求。     

隧道洞口高陡边坡稳定性分析及支护方案研究

以某隧道进口高陡边坡为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件,进行边坡稳定性和支护结构受力分析,研究边坡稳定性变化情况及支护方案的合理可行性。研究结果表明：支护结构较大程度地提高了边坡稳定性,坡体安全系数由1.08提高到1.25以上,边坡塑性区范围有所减小;计算所得的支护结构受力情况与实际较为一致,支护结构采用的锚索预应力、锚索锚固段长度、加固桩截面尺寸和桩间距等设计参数合理可行。     

南昆线锚拉式桩板墙的弹性约束地基系数法

预应力锚拉式桩板墙是桩板墙及锚拉抗滑桩基础上发展起来的一种新型支挡结构。基于结构矩阵方法。结合工程特点，考虑了锚索的弹性约束、填土土压力随位移的变化关系、锁口处位移和内力的连续条件，计入了桩锚固段变形对桩位移和内力的影响，分别导出了锚固段及受荷段的刚度矩阵，编制了相应的计算程序。计算了墙面桩的位移，弯矩、锚固段应力应变、锚索拉力等。所得结果与其它方法相比，有较好的规律性和可比性，可供相关工程参考和借鉴。     

预应力锚索群锚锚固边坡均质岩体的室内模型试验研究

为研究预应力锚索群锚锚固实体均质岩体边坡的群锚效应及锚索的布置方案,针对预应力群锚锚索锚固后的边坡均质岩体进行了室内模型试验。根据多种群锚方案试件的试验结果,研究了预应力群锚锚索锚固均质岩体模型的强度变形特征。通过试验中不同间距群锚中的单锚对模型试件强度变形的不同影响,研究了模型试件中所体现出的群锚效应。最后得出了与群锚效应相关的可供工程参考的相关结论。     

桩板抗滑结构中预应力锚索锚固段受力动态响应特性研究

预应力锚索结构在动力作用下能够保持较好的变形协调性，在有抗震要求的滑坡整治工程上优势明显。采用FLAC3D数值模拟方法，对预应力锚索锚固体应力在地震作用下因锚固长度、锚固倾角不同带来的影响开展了专项研究，为锚固支护的设计与施工提供参考。     

边坡预应力锚固参数的优化设计方法

在岩土边坡工程中,通常采用预应力锚索(杆)加固不稳定边坡以改善其稳定性。然而,在工程实践中,为了确保工程的安全度,对边坡预应力锚固的设计大多过于保守,造成了极大的投资浪费,预应力锚固作用机理及设计理论方法还有待于深入研究。根据对岩体强度、工程安全等级和结构面特征等影响边坡预应力锚固参数的因素分析,分别讨论了锚固角、内锚固长度、锚索布置形式及锚孔间距的优化设计方法,并结合工程实例分析了该优化设计方法的合理性。     

泥质粉砂岩地层基坑桩锚支护数值模拟分析

针对特定的泥质粉砂岩地层,以某地下二层双岛四线换乘地铁车站为依托,运用midas GTS软件对支护体系进行模拟分析,并将模拟结果与实测结果进行对比。结果表明:基坑开挖后,表层土体以拉应力为主,深层岩土体以压应力为主,在坑脚位置出现应力集中现象,其应力是周围岩土体应力的3倍;围护桩+预应力锚索复合式支护体系中,变形最大的位置是围护结构顶部,与实测结果吻合度较高,第二层锚索比第一层锚索锚固效果好,实测锚索受力与模拟锚索受力一致。模拟结果显示,围护桩自身内力较小,因此,在复合式支护体系中,围护桩骨架作用较为明显,受力机理主要通过锚索拉力提供力矩保持边坡稳定。     

预应力锚索锚固段应力有限元分析

目前,在边坡工程中大量使用预应力锚索,锚固段是锚索结构受力的主要部分,锚固段在荷载作用下的应力分布和破坏特性还存在较多模糊认识。通过有限元方法对锚固段进行应力分析后得出锚索锚固段的应力分布特性,提出锚索有效锚固段长度应根据砂浆与岩层间的抗剪强度来确定,并应包括在自由段附近出现的局部屈服区或破坏区的长度。     

锚索注浆拔管控制长度影响因素分析

锚索孔道注浆体作为钢绞线的防腐层，注浆体的质量好坏直接影响锚索的锚固力和耐久性。依托两河口水电站中的边坡工程，采用预应力锚索进行加固，以单孔锚索孔道注浆为研究对象，基于微元体的受力平衡分析，推导出拔管控制长度计算模型，揭示了孔道浆体所受到的压力由孔底沿浆体流动方向逐渐降低的规律；采用的拔管长度控制系数越小，注浆量越大，注浆饱满度越好；通过对拔管控制长度各因素的敏感性分析，得出孔径为注浆管拔出工艺的最敏感因素，孔径要尽可能取大值；浆体密度、注浆压力对拔管控制长度影响敏感度较小，因此，可以通过降低浆液的水灰比     

压力分散型锚索在高边坡加固中的设计实践

边坡加固技术是工程界一直关注的重要课题,边坡开挖后坡体内应力调整和位移变化的复杂性,对加固技术有了新的要求,而在此方面国内起步较晚,且多数采用集中拉力型锚索对岩体实施预应力。经过大量试验结果表明,在破碎岩体中,当锚索长度大于8～10m后,拉力型锚索的承载力无法获取较高的锚固力,而压力分散型锚索的受力性能不仅合理,而且在这种地层中可以实现较大的承载力。文章在分析拉力型锚索与压力分散型锚索锚固机理的基础上,结合沪蓉西高速公路宜昌段魏家洲桥基边坡加固工程,介绍了压力分散型锚索的设计计算方法。     

预应力锚索咬合桩深基坑支护设计与施工三维数值模拟分析

以天水市成纪地下污水处理厂基坑支护工程为背景,采用三维有限元方法对预应力锚索咬合桩支护结构及施工过程进行了三维数值模拟分析。首先,考虑各种工况及复杂环境,建立三维有限元计算模型,建模时可以依据等效刚度原则将咬合桩加组合型钢腰梁共同受力围护体系用地下连续墙替代;其次,分别设置与实际情况相符的有超挖工况和正常施工的无超挖工况进行对比,分析了超挖对围护结构侧移、基坑变形及锚索拉力变化带来的不利影响。研究结果得到了基坑开挖过程中围护结构变形、弯矩及锚索拉力等数据的变化规律,对该围护型式下的基坑设计和施工具有一定的参考意义。     

基于PLAXIS深基坑支护设计仿真数值分析

采用PLAXIS大型有限元计算程序,对成都某高楼深基坑分步开挖过程中支护结构的变形、受力及周边地表的沉降进行了有限元分析,得出了分步开挖各个阶段围护桩的变形、预应力锚索的锚固力及周边地表沉降的变化规律。结果表明:有限元计算结果与监测数据较为吻合;有限元分析能较好地预测基坑开挖过程中支护结构的变形规律和周边地表沉降的分布规律。     

福州淮安闽江大桥索塔锚固区设计与分析

斜拉桥索塔锚固区受力复杂,对全桥结构安全具有重大影响。结合斜拉桥混凝土桥塔工程实例,介绍了主塔锚固区的设计思路,采用有限元软件建立实体模型研究锚固区应力分布情况和受力特性。结果表明:设置环向预应力对主塔锚固区侧壁受力改善显著,锚固齿块应力集中明显,应适当加大齿块尺寸,加强锚下配筋和横向钢筋配置。     

预应力锚固结构耐久性及其二次加固技术研究

基于对现场4～5年预应力锚固结构腐蚀数据的分析,探讨了实际工程中预应力索体腐蚀的外观规律性表现,表现为“三段式”以及具有明显的应力不均匀特征,而其主要影响因素则是岩体中含有腐蚀介质的水。在此基础上．采用单位长度腐蚀量算法对外锚头部位自由段索体在富水环境中的使用年限进行了初步预测,得到单根预应力锚索的实际使用寿命为16年左右。详细分析了影响预应力锚固结构耐久性的各种因素,提出了锚固体系防腐的一些措施。最后,根据现场试验结论,提出了实际工程中预应力锚固系统的二次加固技术,可为临界失稳预应力锚固系统的二次处理提供参考。