无损检测技术在三板溪工程锚杆质量控制中的应用

锚杆锚固质量两个主要衡量指标是锚固状态和锚固力。在进行锚杆质量控制时拉拔试验是通过检测锚固力的方式来进行锚杆质量的评价,而无损检测则是通过对锚固状态的描述来进行锚固状态的评价。文章就锚杆无损检测的原理、方法、特点,结合三板溪水电站工程的应用情况作了介绍。     

岩土锚固技术的新进展

论述了我国岩土锚固技术的新进展,分析了单孔复合锚固体系和可重复高压灌浆锚杆的工作特点和应用效果,介绍了高承载力锚杆在水利、水电工程中的应用。     

锚杆锚固质量声波检测新技术研究及其应用

在锚杆锚固质量检测中,声波法是目前普遍采用的方法,锚杆嵌入岩石中的长度以及锚杆与岩石间砂浆饱和度是检测的重要指标。以理论研究结果为依据,研制了锚固质量声波检测仪器。介绍了锚杆锚固质量声波检测技术的最新研究成果,着重介绍了锚杆锚固质量声波检测技术在仪器研制以及信号处理等方面所取得的最新成果,并举出了成功的应用实例。     

天津市海河堤岸土层锚杆试验研究

通过对海河堤岸工程土层锚杆试验研究,验证了土层锚杆施工工艺,检验了锚杆在应用土层中的设计极限承载力,并对锚杆在张拉过程中锚固段应变计变化情况以及锚杆锚固后的预应力损失进行了监测分析,试验研究成果为海河堤岸土层锚杆加固设计施工提供了参考依据。     

混凝土中锚杆锚固强度的SVM回归模型

锚杆锚固强度是评价锚杆锚固质量的主要因素之一,而混凝土中锚杆锚固强度受多因素影响,各因素间也具有复杂的关联。应用支持向量机回归原理,以混凝土龄期、锚杆直径和锚固长度3个因素作为输入列向量构建样本集,选用径向基核函数建立混凝土中锚杆锚固强度的支持向量机回归预测模型。利用30组锚固强度实验数据中2/3的数据作为训练样本,剩余1/3的数据作为预测样本,对锚固强度进行回归预测,将预测结果与试验结果和BP网络计算结果进行对比分析。研究结果表明:此模型预测精度高,具有良好的泛化能力,预测结果具有可信性,将SVM方法运用于混凝土中锚杆锚固强度的预测是合理有效的,为锚固强度的预测提供了一条新的途径。     

锚杆设计参数对堤防边坡稳定影响研究

锚杆是边坡工程常用的支护构件,而锚杆的设计参数对其锚固作用起到较大影响。通过对锚杆加固的边坡稳定性进行数值模拟分析,研究了锚杆长度、间距、倾角、锚固面积和锚固段长度等因素对边坡抗滑稳定安全系数的影响。结果表明:一定的锚杆倾角下,随着锚杆长度的增加,安全系数先增加后基本趋于稳定,存在有效锚固长度,且锚杆间距越大,锚杆最优锚固长度越小;一定的锚杆间距下,随着锚杆倾角的增大,安全系数先增加后减小,存在最优锚固角,且锚杆长度越大,锚杆最优锚固角越小;不同的锚固面积下,随着锚杆长间比的增大,安全系数呈现先基本不变后逐渐增大的规律,且锚固面积越大,临界最优锚杆长间比越大;随着锚固段长度的增加,边坡抗滑稳定安全系数先增大后基本保持不变,存在最优锚固段长度。     

拉力型锚杆锚固体应力分布试验及数值模拟

锚杆锚固段界面剪应力分布规律是锚杆设计研究的重点,通过采用不同的锚固参数进行拉力型锚杆的拉拔试验,主要从灌浆体的配合比和锚固深度两方面研究了不同锚固参数下锚杆各界面剪应力分布情况,结果表明锚固系统各界面剪应力衰减过程包括沿杆体和垂直杆体两个正交方向的衰减,并非均匀分布。采用数值分析软件FLAC3D对影响拉力型锚杆锚固效果的参数进行数值分析,结果表明:在围岩体相同的情况下,灌浆体的弹性模量对锚固系统的锚固效果影响明显,增大灌浆体的弹性模量可以有效提高锚固系统的锚固效果;在围岩体相同的情况下,改变灌浆体的锚固长度对锚固系统锚固效果的影响不是很理想,锚杆的锚固承载力主要发生在锚杆的前端,采用增加锚固长度来提高锚固系统承载能力的方法是不可取的。     

复合多层顺倾岩质边坡最优锚固角研究

锚杆支护是一种加固边坡的有效方式,但目前针对复杂多层岩质边坡的锚杆最优锚固角研究较少,且未考虑中间主应力对锚固效果的影响。采用统一强度理论,以全长粘结型锚杆为对象,根据锚杆失效模式及锚固段与围岩的作用方式,推导出复合多层岩体中锚杆的极限抗拔力公式。通过计算不同岩层锚固段微元体的单位长度抗力比,提出了复合多层顺倾岩质边坡的锚杆最优锚固角模型与最优锚固角的确定方法。将该方法应用到三峡库区巴东县一公路边坡工程,结果表明模型计算所得最优锚固角与均匀试验方案确定的最优锚固角一致。新方法计算所得的边坡单位宽度锚杆总长与规范法计算结果相比减少约11.2%,与传统莫尔-库伦理论计算结果相比减少约8.9%。研究结果可为复合多层顺倾岩质边坡的锚固支护设计提供一定的参考和借鉴。     

锦屏二级水电站水泥锚固剂预应力锚杆施工技术

锦屏二级水电站厂区枢纽工程尾闸室施工,为了提高围岩的稳定性,在两侧边墙增加了水泥锚固剂预应力锚杆与砂浆锚杆交错布置。本文通过室内试验和现场模拟试验,介绍预应力水泥锚固剂锚杆合适的张拉时段,验证锚杆的锚固段的设计长度,验证水泥锚固剂的初凝、终凝时间和不同凝期的抗压强度。并通过现场生产性试验,确定了水泥锚固剂预应力锚杆的施工工艺,提高了围岩的稳定性。     

早龄期混凝土中锚杆锚固 强度试验研究

通过对混凝土中锚杆进行拉拔试验,研究并分析锚杆锚固直径、锚固长度及混凝土龄期与锚固强度的关系。实验结果表明：锚固力随混凝土龄期的增长呈非线性增长趋势,但增长速度逐渐减慢,并趋于稳定;锚杆的锚固力随锚杆直径、锚固长度增加而增大。但在混凝土早龄期锚杆直径对锚固力影响并不明显,应重点考虑混凝土强度增长确定合理的锚固长度。试验结果和理论分析为改善衬砌结构的受力状态、优化拆模时间提供了参考依据。     

引江济淮工程软岩及膨胀土边坡锚固现场试验

引江济淮试验工程河道边坡存在膨胀土及软岩,考虑耐久性引入GFRP锚杆加固边坡。为了比较GFRP锚杆和钢筋锚杆的锚固效果,开展现场水位升降试验,观测相同地质条件、不同加固方式下锚杆荷载和边坡位移差异。结果表明:GFRP筋和钢筋框架锚杆加固河道边坡时,水位升降导致的边坡位移相近且均小于2.2 mm,锚杆应力峰值远小于各自抗拉强度,两种锚杆的锚固效果相近;GFRP锚杆承担荷载小于钢筋锚杆,且无水期荷载表现更稳定;在无锚固条件下,水位升降10 m仅影响边坡1 m深度内的软岩,加长锚杆对提高软岩边坡稳定性无明显作用;水位骤降时,5 m长GFRP无框架锚杆应力和加固区边坡位移增量分别为1.21 MPa和1.38 mm,而8 m长GFRP框架锚杆应力和加固区边坡位移无明显变化,框架锚杆加固形式效果显著占优。具有低模量特征的GFRP锚杆与膨胀土和软岩具有较好的变形协调性,控制相同变形量需要承担的荷载较小,更有利于边坡耐久性。     

CFRP筋黏结型锚具承载力评估试验与理论研究

为探究土木工程中碳纤维增强复合材料(CFRP)筋黏结型锚具的内部力学行为,实现黏结型锚具的优化设计,建立了黏结型锚具承载力预测模型,给出了临界锚固长度计算方法,并通过CFRP筋-锚具拔出试验获得了锚固区筋-黏结介质界面残余黏结力与界面径向压应力的关系式。针对CFRP筋直径和锚固界面径向压应力对锚具计算承载力和临界锚固长度的影响进行了评估。研究结果表明:当黏结界面径向压应力在0~160 MPa范围内时,拔出试验最大拔出拉力、界面最大黏结力及界面残余黏结力随着界面径向压应力增加总体呈线性增加,其中,残余黏结力可达20. 5 MPa。锚具计算承载力随CFRP筋直径或径向压应力增加而呈线性增加,而临界锚固长度随径向压应力增加逐渐减小。对于10mm直径微压纹表面形式CFRP筋黏结型锚具,当界面径向压应力为150 MPa,锚固安全系数为1. 5时,其临界锚固长度为427 mm。     

引江济淮软岩全黏结GFRP筋锚固蜕化现场实验

引江济淮工程边坡加固锚杆运行中会承受循环荷载,循环荷载下锚杆的黏结状态蜕化影响锚固稳定。玻璃纤维增强聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)筋因其耐腐蚀、高强度可用于替代钢筋解决锚杆耐久性问题。通过现场软岩边坡GFRP锚杆拉拔实验,研究循环荷载作用下的锚固效果和黏结状态变化。研究结果表明,软岩内GFRP锚杆的有效锚固长度和锚杆胶结体与围岩的黏结强度相关,低强度或破碎程度高的围岩对应较大的有效锚固长度。荷载循环所造成的黏结蜕化深度小于有效锚固深度,黏结蜕化深度以上杆体界面提供摩擦力,以下提供黏结力。黏结状态一旦受损,黏结力将失去作用。同一深度处荷载循环影响黏结蜕化的作用随次数递增,不同深度处荷载循环影响黏结蜕化的作用随深度递减。渠道水位升降产生的最大拉拔荷载小于设计荷载,GFRP锚杆的抗拔力具有较大的安全储备。GFRP锚杆加固水下软岩具有更好的耐久性和持载稳定性。     

三峡永久船闸一期高边坡监测锚杆应力分析

 为监测三峡永久船闸一期高边坡运行期岩体锚固效果,在部分断面的锚杆上安装了锚杆应力计。监测结果为：32根监测锚杆中,拉应力大于30 MPa的有3支;压应力大于30 MPa的有4支;其余锚杆应力计测值绝对值均小于20 MPa,绝大部分锚杆应力基本稳定。这表明边坡锚杆受力不大。对"变形应力为主型"锚杆应力测值统计模型分析得出,近3年的趋势分量增量分别为2.34,1.85,1.53 MPa,也说明监测锚杆处的高边坡岩体已趋于稳定。     

隧道式锚碇在碎裂岩体中成洞及承载特性数值模拟

与重力式锚碇相比,隧道式锚碇更为经济、环保,在峡谷地区悬索桥建设中具有广阔的应用前景。我国西南地区某在建铁路大跨度悬索桥隧道式锚碇在IV—V级工程岩体中承担4.3×10⁵ kN的超大主缆荷载,通过三维数值模拟方法对该隧道式锚碇的成洞特性、主缆荷载及超载作用下的围岩响应特征进行研究。结果表明:按设计支护措施,碎裂岩体在锚洞开挖后处于轻微挤压变形状态。主缆荷载作用下,锚碇周边围岩主要表现为弹性变形,锚塞体的位移增量属毫米级,围岩变形受地层岩性影响显著,锚塞体周边围岩位移梯度较大,主缆荷载的扩散范围有限;超载作用下,锚塞体围岩塑性区由后锚面逐步沿着锚塞体周边围岩向中前部发展,其最终破坏模式为锚岩接触周边围岩的剪切破坏。隧道式锚碇在围级基本质量较差的碎裂岩体中同样具有很强的适应性。     

新型单孔多锚头防腐型预应力锚索的工作性态

从锚固段扩孔或增长问题、二次注浆、锚固段应力集中、地下水侵蚀问题、复杂地层的适应性和吨位等6个方面总结了传统拉力型锚索存在的问题，并在此基础上研制开发了一种新型单孔多锚头防腐型预应力锚索，详细论述了该锚索的研制思路、结构型式和结构特点，同时，对这种新型锚索进行了现场的试验和测试，并与传统拉力型锚索试验测试的数据进行了对比。试验结果表明，与拉力型预应力锚索相比，自由式单孔多锚头防腐型顶应力锚索从结构型式上改善了锚固段应力集中状况且能有效防腐，对复杂地层适应性强，具有锚固段不扩孔、采用全孔一次注浆工艺并可进行二次张拉等特点。因此，所研制的自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索具有广阔的应用前景和良好的社会效益。     

高土边坡锚杆加固的数值分析

对高土边坡锚杆作用机理进行分析,结合工程实例,分别采用极限平衡法和有限单元法对锚固的高土边坡进行建模计算,通过对计算结果的分析比较,证明锚杆加固高土边坡是有效的,同时也证明了利用有限单元法计算高土边坡稳定性的简易和直观。     

隧洞无粘结预应力混凝土衬砌若干关键技术问题

水工隧洞无粘结预应力混凝土衬砌在我国已应用和正在施工中的工程仅有2例，本文基于实践对施工中一些关键的技术问题进行了论述，具体为：（１）预应力钢筋与锚具的选择；（２）无粘结筋外包PE套管的质量；（３）锚具槽位置的确定；（４）预应力筋与锚具槽的定位，等等。     

基于敏感分析的反倾岩质边坡锚固参数优化设计

以湖北鹤峰红莲池反倾边坡为例,在分析边坡地质条件的基础上,通过离散元软件UDEC模拟试验,分析反倾岩质边坡的位移云图,得出了反倾边坡倾倒变形的破坏基准面,并以此初步确定锚索长度。基于敏感性分析方法,研究在不同锚固角、锚固力及锚索长度条件下,坡顶最大水平位移以及倾倒变形区面积变化特征,以此得到参数优化结果:锚固角为8°、锚固力为1 000 k N、锚索锚固段长度为5 m。锚固参数敏感性大小排序依次为:锚固角度,锚固力,锚索长度。