隧道锚杆锚固质量无损检测误差控制技术研究

研究目的:隧道锚杆施工具有隐蔽性强和不易检测的特点,以往采用拉拔试验的检测方法对隧道结构支护体系具有破坏性且不适用于大批量检测,因此有必要采用无损检测技术对锚杆的锚固质量进行检测。而现有的无损检测技术精度受多种因素影响,导致检测精度参差不齐,影响检测结果。为了在不破坏既有支护体系的前提下批量检测锚杆锚固质量,有必要对锚杆无损检测误差控制技术进行研究。研究结论:(1)激振信号质量、振动信号提取能力以及计算波速精度对锚杆锚固质量无损检测精度有重要影响;(2)通过控制激振频率、力度以及激振方位,可有效提高激振信号质量;(3)改良传感器与锚杆的连接方式以及灵活选取传感器位置对增强振动信号的拾取能力有明显作用;(4)鉴于标定法确定计算波速的缺点,提出了预设法确定计算波速,通过综合采用标定法和预设法可有效提高计算波速精度;(5)本研究成果可为隧道锚杆锚固质量无损检测技术的改进提供思路和方法。     

快速拉格朗日法在锚杆拉拔数值模拟试验方面的运用

为研究主要影响锚杆锚固力的因素、锚杆在拉拔过程中整体失稳的规律等,采用三维显式有限差分法,建立锚杆拉拔数值仿真模型,进行计算机模拟。结果表明:数值模拟计算的结果和现场试验得到的结果基本吻合,表明数值模拟锚杆拉拔过程是可行的;锚杆的拔出过程是逐渐滑移到突然整体失稳的过程;锚杆的锚固效应随着锚固剂与锚杆间的摩擦角、粘结力和浆体有效围压的增加而增强;锚固剂所受的剪切应力分布规律随锚杆拉拔过程而改变,在拉拔初始时,自由端锚固剂处的剪切应力为最大,锚固端处的剪切应力为最小且接近为零,随着锚杆拉拔过程的进行,自由端处锚固剂与锚杆的界面首先达到屈服点,使自由端处锚固剂与锚杆之间产生滑移现象,而后锚固剂所受的剪切应力慢慢呈现均匀分布,并达到最大值(在锚固剂与锚杆的界面上达到屈服),锚杆出现整体失稳;在锚杆的拉拔过程中,锚杆自由端处的变形量最大,从自由端至锚固端,锚杆的变形量逐渐减小;锚固剂的变形规律与锚杆的变形规律相同。     

隧道掌子面锚杆加固参数确定方法

依托新意法的基本概念,提出锚杆加固密度、加固长度、加固范围的确定方法;基于摩尔库伦屈服准则对两种超前措施的力学原理进行解释,提出两种措施的适用条件;采取理论分析和数值模拟相结合的方法,根据掌子面上土体的约束力和锚杆锚固力的平衡以及单根锚杆的局部锚固力确定锚杆的加固密度,根据掌子面失稳机理与破裂面的深度确定锚杆的加固长度。最后通过不稳定状态下隧道掌子面的稳定过程,阐述核心土保护措施和核心土加固措施的适用条件。研究结果对隧道施工支护参数的确定具有一定参考价值。     

基于弹性波反射原理的锚杆(索)无损检测试验研究

通过分析国内外应力波无损检测技术的相关理论和工程应用实例,采用基于弹性波反射原理的无损检测技术对不同类型锚杆(索)进行了理想模型试验和现场原型检测,并详细记录施工资料与锚固体无损检测数据。随机抽取实际工程样本进行检测,通过剖面查验等方法对其检测结果进行对比、校正。试验结果表明:基于弹性波反射原理的锚杆(索)无损检测技术能快速有效地检测锚杆、钢锚管及锚索的锚固段、自由段长度、缺陷出现的位置和注浆饱和度。锚索施加应力后,锚索自由端长度和锚固端长度的检测信号明显减弱,须通过进一步试验来确定。     

新建隧道旁既有隧道的检测、加固与效果分析

通过地质雷达法对既有天池峡隧道进行检测,针对检测结果对既有隧道进行了小导管注浆加固与预应力锚杆锚固处理。从监控量测数据的规律分析,可知此加固处理方法效果良好。     

预应力锚杆在路堑边坡防护中的应用

以湖南岳阳某高速公路路堑高边坡工点为例,介绍边坡防护设计思路、边坡稳定性计算、边坡锚固计算流程和要点,包括锚固力、锚杆间距、锚杆长度和锚固角等,并提出施工和监测方面的注意事项。边坡锚固是一个系统工程,设计时应对锚固方案的合理性、安全性和经济性进行综合论证分析,选择最佳方案,并需做好前期勘察和后期监测工作。     

深部沿空留巷巷内锚杆支护机理及选型设计

针对深部沿空留巷围岩变形特点和巷内支护存在的问题,在分析巷内锚杆支护机理的基础上。采用FLAC3D数值模拟软件对各类锚杆在深部沿空留巷巷内支护中的工作状态进行了分析,提出了合理的巷内支护锚杆选型设计,并在典型矿井进行了井下工业性试验。研究结果如下：深部沿空留巷围岩经历开挖卸荷和多次强烈采动影响,裂隙发育,强度降低,呈松散破碎状态;顶板分层,裂隙交错发育,剪切效应显著。巷内锚杆控制关键是保持围岩完整性,锚杆支护能阻止裂隙发育发展,避免岩层出现离层、滑动等有害变形,能够适应沿空留巷各个阶段的采动影响。高强度高延伸率锚杆支护系统能够适应深部沿空留巷掘进、留巷和复用各个阶段的支护要求,是深部沿空留巷巷内支护的有效方式,并在井下试验中,有效控制了巷道围岩的大变形,满足了安全生产的要求。     

弹性状态下锚杆位移变形分析

将锚杆拉拔位移分解成自由段的弹性变形、锚固段的拉伸变形和锚固段与土体之间的相对剪切位移。分析锚杆自由段长度、锚固段长度、锚杆体截面积、浆体强度、锚杆孔径及土层剪切模量与锚杆弹性模量的比值等因素对锚杆位移的影响。在此基础上,假定锚固段与其周围土体之间的剪应力与剪切位移呈线性递增关系、锚固段所受的轴力呈抛物线分布,建立锚杆荷载与位移之间的关系式。     

锚杆对称分布形式对边坡稳定性影响分析

通过数值模拟,利用双弹簧锚杆单元,采用强度折减法进行边坡稳定性分析,研究锚杆的对称布置形式对边坡安全系数及滑动面位置的影响。结果表明:在其他锚杆加固了整个滑坡体形成钢筋土复合结构的同时,穿过滑动面的锚杆长度对边坡的安全系数影响较大;锚杆中间短两边长型布置比中间长两边短型布置锚固效果好;锚杆穿过滑动面的数量对边坡的安全系数有较大影响;锚杆穿过滑动面锚固到稳定土体中的锚固长度存在最优长度,超过此长度后增加锚杆长度效果减弱;使用锚杆对边坡进行加固时,应适当增加中下部锚杆长度,使其穿过滑动面,提高边坡安全系数。     

预应力锚杆柔性支护体系中锚杆的变形

锚杆的总变形主要由锚杆自由段的弹性变形、锚固体的弹性变形、锚固体与土体间的切向位移、锚杆钢筋与锚固体之间的切向位移组成。引入锚杆预应力损失剩余系数的概念,推导出锚杆变形的计算公式;进一步依据基坑或边坡坡面水平位移与锚杆变形协调的原则,给出锚杆预应力的确定方法。工程算例分析表明:在锚杆变形中,锚杆自由段的弹性变形量最大;从上至下锚杆的预应力逐渐变大,锚杆允许变形越小所需的预应力越大;锚杆变形随着锚杆预应力、锚杆锚固段长度、土体界面摩阻力的增加而减小,随着锚杆自由段长度的增加而增加,但不受锚固体直径的影响。建议在实际工程中:根据不同的土质情况,通过调整预应力的大小控制锚杆变形;综合考虑承载力、稳定性和变形控制的要求,合理确定锚杆自由段和锚固段的长度;锚杆锚固体的直径取130~150mm。     

LKJ车载设备作业质量卡控系统设计与实现

探讨了LKJ车载设备出入库检测作业及芯片换装作业中存在的问题,并提出了相应的解决方案。旨在实现对车载设备检测作业质量、数据换装版本号确认、换装完成情况自动统计等关键环节的卡控,实现由"人控"向"机控"的转变。     

运用机车检查和保养工作探讨

从今年起,我段执行的内燃机车小修周期为7～7.5万km,辅修周期为3.5～4万km,也就是说,机车走行7～7.5万km除了小、辅修时扣修几天外,其它时间都是处于机车运用整备状态,如何抓好运用机车日常检查和保养工作,是确保机车质量稳定提高的重要关键.……     

论科技进步与施工组织

回顾施工组织在桥梁、隧道、路基等工程项目中的发展历程,论述施工组织与科技进步相互推动、共同发展的关系.     

机车车辆试验与产品开发

回顾了近年来我所承担的机车车辆试验，并从试验内容、试验性质加以分析总结，论述试验和产品开发的关系，指出今后发展方向。     

机车轮对和齿轮通用拆卸装置的设计与应用

机车厂修时,需要拆卸多种型号的轮对、齿轮,各企业普遍存在对标厂修标准及厂修工艺质量下降,生产能力明显不足的问题。文中对这些不足之处进行分析研究,提出内燃机车轮对、齿轮通用拆卸装置方案,设计的装置能满足多种型号机车大修标准及大修工艺要求,解决了生产能力问题,提高了经济效益。     

客车电气控制监测系统及车载网络的设计实现

针对铁路信息网络化发展方向,提出一套以LonWorks网络为载体,实现联网控制各车厢在线数据的采集、存储、故障诊断、控制等功能的系统。阐述了车载网络的架构、网络热备及其实现方案。     

铁路勘测设计一体化和智能化的研究与关键技术

铁路勘测设计一体化、智能化是系统地研究和建立以数字化信息为基础,以计算机应用技术拉通勘测设计全过程为主要特征的新的生产作业模式,是用信息技术改造传统技术,推进勘测设计现代化的重大成果.阐述了系统主要研究成果与关键技术.     

铁路磁票信息格式、编码和安全研究与实践

针对铁路自动售检票系统的多票种、分车次,多模式、跨区段和常调整的客运管理模式要求.分析研究磁性车票的信息记录内容,格式、编码和安全等相关技术,提出内容记录完备、升级扩展灵活、高低磁密度搭配、信息编码优化、数据安全可靠的磁票信息记录设计方案,并在沪宁杭自动售检票项目中实现.分析试验和实际使用的数据结果,此方案基本满足铁路部门的客运管理要求,达到了设计目标.     

轮轴检修实现信息化与自动化探讨

针对铁路货车重载和提速后轮轴种类增多、检修要求提高等新情况,探讨利用信息技术且结合轮轴检修自动控制设备和HMIS轮轴子系统实现轮轴检修信息化和自动化的方法,并给出了轮轴检修工艺布局和实施方案.     

对门(桥)式起重机拱度、翘度、挠度的测量与计算

总结多年的实践经验，介绍了一种门（桥）式起重机在测量拱度、翘度、挠度时简便易行的测量与计算方法，便于提高检测的准确度及效率。