提高锚杆质量无损检测分析精度的探讨

锚杆质量无损检测和评价是岩土工程中亟需解决的重难点技术问题。从锚杆无损检测的基本分析方法比较入手,对Hilbert变换在信号分析中如何提高分析精度等问题进行讨论。以实际工程为例,说明锚杆无损检测的影响因素及利用Hilbert变换高精度时频特性对锚杆动测数据进行时频分布分析,进一步找出频率衰减与锚杆锚固状态的关系和精确定位出锚杆的长度、饱满度的分析方法。     

无损检测技术在边坡锚固质量检测中的应用研究

锚杆作为永久性工程和隐蔽工程,维系着边坡的安全稳定性。应用声频应力波在不同波阻抗面反射波能量和相位的变化原理,利用专用锚固质量检测仪及其信号识别与处理系统,对云南某高速公路边坡锚固质量进行了测试和评价,成功地解决了长锚杆(长度大于6 m)的长度和灌浆饱满度无损检测技术问题,取得了良好的效果。     

岩质边坡锚固界面剪应力分布的模拟试验研究

为研究岩质边坡锚固界面的剪切作用,采用相似材料制作拉拔试件,借助多功能力学试验机和静态电阻应变仪,进行了不同锚固长度试件的静态拉拔试验,分析了拉拔荷载作用下锚杆-砂浆和砂浆-岩体两锚固界面上的剪应力分布规律。结果表明:相似材料的物理力学性质能够较好地反映出原型材料的特性,利用岩体、水泥砂浆和锚杆的相似材料制作拉拔试件进行锚固相似模型试验是可行的;不同循环荷载作用下,拉拔试件中的锚杆与锚固体上的轴力随着锚固长度的增加,呈现出指数规律衰减,且体现出了锚杆加固岩土体时具有有效锚固长度的特征;锚杆-砂浆和砂浆-岩体两锚固界面上的剪应力分布不均,沿锚固长度呈现为先增大后减小的单峰值曲线变化规律,从锚杆端部至剪应力峰值点,剪应力值迅速增大,其作用范围较小,但峰值点后剪应力值平缓下降,作用范围相对较大,并且随着拉拔荷载的增大,剪应力峰值逐渐向锚固深部转移;不同锚固长度拉拔试件的锚固失效均发生在砂浆-岩体界面上,同时锚固体界面上经历3个阶段,即弹性变形阶段、塑性变形阶段和脱黏滑移阶段。首次借助相似模型试验获得了岩质边坡锚固界面剪应力分布,揭示了锚固机理,不仅对相关试验,而且对边坡锚固的设计施工具有重要参考价值。     

对锚杆施工质量无损检测技术探讨

在锚杆技术得到广泛应用的间时,锚杆施工质量的无损检测技术难度较大。对锚杆数量、长度和锚固质量等三个方面的无损检测技术进行了探讨。相比之下,锚杆数量和长度的检测,在技术上已取得定性的认识,而锚固质量的无损检测,其检测技术还存在较大的争论。     

砂浆锚固GFRP锚杆的粘结滑移机理

随着GFRP锚杆材料在工程中的逐渐应用,GFRP锚杆的粘结性能及工作性能也渐渐引起工程人员的重视。现有GFRP筋材的粘结性能研究多集中在小直径筋材、高强度锚固剂和较小锚固长度条件下进行,这与岩土锚固工程的实际情况不太相符。本文研究了大直径锚杆、低强度锚固剂和较长锚固长度情况下GFRP锚杆的粘结-滑移特性和其工作机理。发现GFRP锚杆的粘结-滑移曲线与钢锚杆存在差异并对差异的原因进行了分析。同时对锚杆直径、锚固剂强度及锚固长度对粘结-滑移曲线的影响进行了分析。对比现有粘结滑移模型的特点,基于试验结果建立了砂浆锚固全螺纹GFRP锚杆的粘结-滑移模型,模型与实际锚杆工作吻合较好。     

无损检测技术在边坡锚固工程质量验收中的应用

锚索加固技术广泛应用于岩土加固工程的各个领域,锚索的长度及灌浆饱满度是否达到设计要求是其评价锚固效果好坏的重要指标.目前,声频应力波无损检测技术是主要的锚固质量无损检测手段.结合汕昆高速公路贵州境内板坝至江底段边坡锚固工程质量检测试验,阐述应力波在锚索锚固工程质量检测中的应用原理,为无损检测技术应用于边坡锚索锚固质量检测提供经验和参考.     

浅谈组合式锚杆在隧道施工中的应用

隧道系统锚杆使用时应保证注浆饱满,满足新奥法施工锚喷支护的技术要求。为了解锚杆注浆饱满度及使用性能,试验小组在大别山隧道施工中进行了试用,试用结果证明,组合式锚杆施工工艺合理,可以确保注浆饱满,与传统的砂浆锚杆和普通中空锚杆相比,施工效率基本接近。通过对比分析,推荐选用组合式锚杆。     

锚固参数对顺层岩质高边坡稳定性敏感度分析

为研究锚固参数对顺层岩质高边坡稳定性的影响规律，依托京沪高速公路改扩建工程中顺层岩质高边坡，采用有限差分软件FLAC3D建立数值仿真模型，研究了二次开挖后边坡不同锚杆长度、锚固倾角和注浆体黏结强度锚固下，顺层岩质高边坡的稳定性和锚杆轴力分布规律，并对锚固参数进行敏感性分析，结合敏感性分析对二次开挖锚固工程提出建议。结果表明：边坡稳定系数随着锚杆长度的增加先增加后趋于稳定，锚杆锚固中存在最佳长度，锚杆长度12 m锚固效果最佳；边坡稳定系数随锚固倾角的增大先增大后减小，锚杆锚固中存在最佳倾角，锚固角度25°锚固效果最佳；边坡稳定系数随黏结力增大先增大后趋于稳定，注浆体选用M30水泥砂浆能提供足够的黏结力；各锚杆参数对边坡稳定系数的敏感度由大到小排序为黏结强度f_b>锚杆长度L>锚固倾角α。     

锚杆支护方式对边坡稳定性的影响研究

基于极限平衡法验算锚固边坡的安全系数,考虑了锚杆锚固角、锚杆长度、锚固位置、锚杆布设形式这些影响因素,利用GEO-SLOPE商业软件计算了边坡的安全系数,并得到了一些规律：①锚固边坡存在最优锚固角,不同长度锚杆的最优锚固角一致,大致在20°左右;②锚杆在坡面的位置对边坡安全系数也有很大影响,随着锚杆由坡顶向下移动过程中,安全系数呈现先增大后减小的趋势,在坡面中下部时的安全系数最大;③从锚杆的布设形式可以看出,中下部锚杆对边坡的安全系数影响最大。     

全长锚杆的无损检测研究

对于全长锚固锚杆中锚固质量为优的锚杆来说,由于看不到底端反射,因而只能根据经验或依据能量衰减与锚固段长度呈指数关系,用测定能量衰减变化量来预测全长锚固锚杆的长度.全长锚固锚杆底反射变得很弱或消失,这是很有意义的信息,应进一步深入研究.目前锚杆的注浆饱和度测试仅处于定性或半定量的状态,不能精确定量地给出注浆饱和度值,但它对锚杆质量判断仍具有很高的实用性.更精确的定量判断还有待进一步的试验研究.     

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。     

用离散元法研究锚索锚杆联合加固边坡的机理

采用离散单元法深入研究了高陡岩石边坡在未加固、锚杆加固、锚索加固和长锚索短锚杆联合加固情况下,边坡岩体中的塑性区和应力场分布特征,从力学机制上阐述了长锚索短锚杆联合加固高陡岩石边坡的机理。结果表明:锚索锚杆联合加固边坡,能改变岩体较大范围内应力场分布,减少应力集中的区域和降低应力集中程度;在锚索间布置的锚杆,强化了局部的岩体强度,使得形成的“加固梁壳”更有利于坡体稳定。     

围岩侧限对自膨胀锚杆性能影响效应研究

大掺量膨胀剂水泥浆作为锚固体的新型自膨胀高强预压锚固技术可显著提升锚杆抗拔力,为研究该技术在围岩侧限条件下的锚固性能,研发了模拟地应力条件下岩体锚固的装置及方法,并开展了不同围岩侧限等级、不同膨胀剂掺量条件下锚固体膨胀应力实时监测及拉拔试验,分析了膨胀应力演化规律、锚固破坏形态及抗拔力提升机理、锚杆界面力学特性及锚固系统破坏耗能规律。结果表明:①内界面应力存在随时间的损失效应,损失率随掺量呈线性递减的关系;定义了协同应力,指出内界面应力峰值与协同应力峰值存在滞后时差,并从应力传递的角度解释了其力学机制。②拉拔过程中微扩头"卡"在锚孔内并不断上移形成了该锚固体系独特的"荷载平台效应",极大提升了锚固系统的延性及破坏极限耗能值,并绘制了该效应的力学机制图;建立了自膨胀锚杆的极限抗拔力预测模型,指出初始侧限应力值对极限抗拔力呈指数式影响,表明在工程运用中侧限约束强的围岩能大幅提升锚杆极限抗拔力。③引入自膨胀影响系数λ、围岩侧限影响系数k,建立了自膨胀锚固体系的锚杆界面力学公式及能量方程,并结合算例验证了公式的可行性;得出0.7 MPa初始侧限应力条件下,ω=30%的锚固极限抗拔力较普通锚固提升了2.38倍,锚杆峰前位移量提高了1.08倍,锚固系统峰前耗能值提升了6.34倍。     

交通/水工隧道中基于预应力锚固系统的及时主动支护理念及其技术实现

为实现新奥法充分调动围岩承载能力这一核心理念,能够实现及时主动支护的锚固体系是关键。基于此,从及时主动支护技术的内涵及作用机理分析入手,对预应力构件及早施加主动支护阻力,以增强岩体自承载能力,从而实现变形控制的作用机理进行了阐述;以滇中引水工程楚雄段柳家村隧洞为依托,对比分析了主、被动支护作用效应,验证了主动支护对于围岩位移及塑性区发展的有效控制;针对具有长期服役要求的交通/水工隧道,结合不同岩体状况,提出为实现及时主动支护,在一般岩体中建议采用端头机械锚固+自由段水泥砂浆锚固的锚固形式,在软弱破碎岩体中则建议采用端头树脂锚固+自由段水泥砂浆锚固的锚固形式。上述2种锚固形式一方面通过临时性端锚及早施加预应力以实现及时主动支护,另一方面在洞室变形基本稳定后进行后期注浆,在有效防止预应力损失的同时,使得锚固体系具有良好的耐久性,为基于预应力锚固体系的及时主动支护理念在交通/水工隧道工程中的成功应用奠定了坚实的基础。     

锚喷混凝土加固双曲拱桥植筋工艺参数研究

分析了锚喷混凝土加固双曲拱桥中,植筋的钢筋种类、锚固长度及粘结形式对植筋锚固强度的影响,得出合理优化的植筋参数,为加固设计提供参考。通过对试验后的锚杆破坏特征分析,总结植筋工艺各环节对锚杆锚固强度的影响。得出结论：在合理的锚固长度下,锚杆破坏在钢筋和结构胶粘结处发生时,锚固力越大,植筋粘结强度越安全可靠。     

锦屏一级水电站地下厂房预应力锚杆张拉伸长值试验分析

锦屏水电工程预应力锚杆检验当中,实际张拉伸长值始终不能满足设计要求,为深入了解预应力锚杆实际伸长值变化规律,在加工车间和施工现场分别进行了自由段完全自由张拉试验和现场施工工艺张拉试验,前者锚杆体自由段处于最理想受拉状态,后者与实际施工工艺一致,试验过程中发现不同条件下锚杆伸长值变化规律复杂,并受施工工艺、锚杆材质、温度、张拉力等诸多因素影响。通过试验证明:2类样品锚杆实际张拉伸长值均不能达到理论伸长值要求,但锁定拉力基本不受影响。因此,预应力锚杆张拉工序质量验收以控制张拉力为主,伸长值作参考能满足设计质量要求。     

肖家湾危岩体稳定性评价与防治对策

为促进危岩体的防治和汶川地震后的重建工作,从地质结构、地形地貌和变形特征分析了肖家湾危岩体的形成机制。在此基础上,采用赤平极射投影和极限平衡法对该区危岩的稳定状况进行了定性与定量分析评价。经分析判断危岩均处于不稳定状态,需进行治理。针对每个危岩体的具体特征,提出了人工清理+砂浆锚杆+砂浆填缝+凹腔支顶+拦石墙+SNS被动防护网等综合治理对策,取得了良好效果。     

四渡河特大桥隧道式锚碇数值模拟

采用数值模拟方法研究了悬索桥隧道式锚碇系统的力学行为特征、围岩稳定状态、锚碇变位机理和拓扑效应。就锚碇体轴线倾角、长度、夹持角、接触界面粗糙度及结合程度对锚碇位移和岩体安息稳定性的影响作了深入探讨。研究发现:夹持角控制着锚碇变位和破坏机理,夹持角过小时锚碇压密围岩土体,较大时锚碇前端附近土体则产生剪切破坏;锚碇长度影响接触面围岩应力量值,表现为非线性的自组织临界特征;锚碇体粗细对系统主要监控参数的贡献相对均匀。给出了锚碇拓扑参数的取值范围和针对性的设计措施,为悬索桥隧道式锚碇的优化设计提供了理论基础。     

锚杆对某公路边坡稳定性的影响分析

结合某公路均质土边坡支护实例，运用大型有限元软件MIDAS/GTS建立边坡的平面应变二维模型，基于有限元强度折减法，研究锚杆的锚固长度、锚杆间距、倾角等因素对边坡整体稳定性的影响。结果表明:锚杆穿过边坡滑动面后，继续增加锚杆长度对提高边坡安全系数效果不大，在锚杆倾角和锚杆间距不变的情况下，随锚杆长度增加，边坡安全系数变化较小；在保证边坡稳定性的前提下，锚杆倾角可在25°~35°范围取值；在保持锚杆倾角和锚杆长度不变的情况下，随着锚杆间距的增加，边坡安全系数出现先增大后减小的趋势。     

海龙屯龙虎大道危岩体稳定性分析及加固工程研究

以贵州省遵义市海龙屯龙虎大道存在危岩体的典型泥灰岩、白云岩互层岩层边坡中的W3及W4危岩体为例,通过极限平衡计算和FLAC3D数值模拟分析,直观地展现了其变形破坏模式。结果表明:W3及W4危岩体均处于欠稳定状态,变形最大处在崖面附近。由此分析结果,提出加固方案为裂隙注浆+悬臂梁衬砌+锚杆复合加固。