锚杆锚固质量无损检测技术及应用

锚杆锚固技术作为各类地下工程及边坡护理的主要手段,已在交通和水电站建设等工程施工中得到广泛应用,其锚固质量和运行状况的无损检测已被提到议事日程。利用声频应力波在不同波阻抗面反射的能量和相位的变化原理,采用专门的声波发射和接收装置,可以很好地检测锚杆的锚固质量。新开铺变电站采用了大量的锚杆锚固进行护坡处理,并应用声频应力波进行了锚固质量的检测,说明锚杆的锚固质量无损检测技术是可行且有效的,为锚固工程检测提供了借鉴。     

单孔复合型锚杆锚固体应力分布特征研究

结合某工程深基坑边墙单孔复合型锚杆施工,选取4根锚杆作为试验锚杆,通过在锚固体范围埋设多个应变测试元件,对锚固体在不同张拉载荷条件下的应力分布状态进行了现场测试研究.根据单孔复合型锚杆的结构特点,对代表性锚固体建立有限元数值模型,并对锚固体的应力-应变特征进行了数值分析.根据现场测试和数值分析结果,对单孔复合型锚杆锚固体的应力分布规律和锚固机理进行了研究.     

锚杆–围岩结构系统低应变动力响应理论与应用研究

建立锚杆–围岩结构系统低应变纵向动力响应的数学力学模型,为研究锚杆结构系统的无损探伤原理及方法提供理论依据。通过理论研究、实验室模型试验和数值模拟试验等技术,研究不同损伤锚杆应力波的传播规律、特性。锚杆系统动力参数的变化可准确反映锚杆的损伤程度,而动力参数的识别是衡量锚杆锚固质量的一条途径,同时提出一种对锚杆–围岩结构系统进行参数反演的遗传算法。利用现代信号分析理论,通过神经网络等现代人工智能手段,探讨锚杆系统损伤位置的确定方法和锚杆–围岩结构系统的识别方法,提出一种锚杆锚固质量定量分析的方法,建立锚杆系统无损探伤的智能诊断系统,并进行现场测试应用。     

砂岩石窟微小型柔性锚杆锚固性能研究

针对石窟顶板文化信息丰富、变形突出和对扰动敏感度高的特点，采用扰动小、隐蔽性高的微小型柔性锚杆，能够满足锚固系统柔性变形和塑性状态极强的抗拉能力。为揭示砂岩石窟平顶窟顶板岩体微小型锚杆锚固技术的有效性和科学性，评价不同系列锚杆在不同工况下的锚固性能，选择直径8 mm的GFRP锚杆和NPR锚杆，植入不同孔径，在杆体–浆体界面布设应变片，采用循环加载模式开展现场拉拔试验。研究发现微小直径GFRP锚杆和NPR锚杆具有良好的锚固性能和界面变形协调性，GFRP锚杆具有更好的延展性和抗剪性，锚孔直径与锚杆直径之比为2～2.25倍时锚固效果最佳，研究成果为微小型柔性锚杆在砂岩石窟顶板岩体加固工程中的应用提供了依据和参考。     

锚杆-围岩结构系统低应变动力响应理论与应用研究

建立锚杆一围岩结构系统低应变纵向动力响应的数学力学模型，为研究锚杆结构系统的无损探伤原理及方法提供理论依据。通过理论研究、实验室模型试验和数值模拟试验等技术，研究不同损伤锚杆应力波的传播规律、特性。锚杆系统动力参数的变化可准确反映锚杆的损伤程度，而动力参数的识别是衡量锚杆锚固质量的一条途径，同时提出一种对锚杆-围岩结构系统进行参数反演的遗传算法。利用现代信号分析理论，通过神经网络等现代人工智能手段，探讨锚杆系统损伤位置的确定方法和锚杆-围岩结构系统的识别方法，提出一种锚杆锚固质量定量分析的方法，建立锚杆系统无损探伤的智能诊断系统，并进行现场测试应用。     

完整锚杆横向动力响应问题的求解与分析

锚杆锚固质量两个主要衡量指标是锚固状态和锚固力。锚固状态是指锚杆施工后的锚固段长度、自由段长度、密实度和施工缺陷等;锚固力指现场拉拔试验过程中临界破坏点的拉拔力,又称极限抗拔力。利用振动波传播具有的许多独特性质,可以在锚杆表面人工激发应力波来探测锚杆体系内部的结构和性质,以此来判断锚杆的锚固状态。锚杆的无损检测研究已提出多年,但研究方向主要为纵向振动,有关锚杆系统的横向动力响应很少有人提及。建立了锚杆体系横向动力响应的理论模型,推导了完整锚杆的理论半解析计算公式,在此基础探讨了锚杆系统横向振动随锚杆长度、激振力作用时间等变化的一些规律。     

应力波法检测锚杆锚固质量的试验研究

对不同位置、不同缺陷长度锚杆锚固体系模型进行了室内试验,探讨了检测锚杆锚固质量时波的传播规律,指出对于有缺陷的锚杆锚固体系,波形在缺陷位置处出现畸形,变得不规则,并呈现出缓慢衰减态势;对于缺陷位置不同的锚杆,测试曲线表现出不同的波形特征。     

木质锚杆加固生土遗址研究

通过对木质锚杆、PS浆液加固生土遗址的现场试验,认为不同的PS灌浆材料对木质锚杆的锚固力的影响不大;木质锚杆、PS系列灌浆材料加固土遗址时锚杆的长度不能太大,长度不宜超过1.5～2.0 m;木质锚杆的单位锚固力可采用5 kN/m,单根锚杆的锚固力大于4 kN;建议可进行木质锚杆、PS系列材料加固土遗址钻孔直径和锚杆长度对锚固力的影响的系统研究,并对锚杆的锚头采用新的方法。     

反射波法在锚杆质量无损检测中的应用研究

基于反射波法的理论分析,结合锚杆模型试验及工程实际应用,对反射波法无损检测锚杆质量进行了应用研究。研究采用的检测仪是厂商按照JGJ/T 182-2009《锚杆锚固质量无损检测技术规程》[1]相关规定所制作的,可以检测锚杆杆长及注浆密实度两个指标。经过大量的模型试验、工程现场应用,得出如下结论:场地地质条件良好、注浆体强度高、锚固密实度级别高、锚杆长度长等情况下,只可以部分反映出锚杆密实度质量好坏;当锚固段存在缺陷、密实度不高或锚杆长度不长等情况下,反射波可反映出杆底信息时,可判断锚杆质量类别。     

锚杆张拉力无损测试原理与技术研究

基于锚杆锚固体系多接触面特征,建造室内模型研究其锚固体系振动特性。通过在锚杆无应力段顶端安装加速度传感器测试时程信号,经快速傅里叶变换获得锚杆无应力段顶端振动频谱图,其频谱图的卓越频率具有良好的可识别性,据此获得其卓越频率与锚杆张拉力、锚杆无应力长度的变化规律,其卓越频率并非锚杆张拉段横向多阶振动频率。以此为基础建立了视锚固螺母为弹性基础的锚杆弹性振动模型、锚固螺母及锚杆相对螺母与球形垫圈接触面转动的刚体振动模型,分别获得其模型频率方程,基于其识别的卓越频率求解频率方程中的刚度参数,室内与现场试验表明其刚度参数—锚杆张拉力具有良好的线性相关性和单调递增关系。进一步室内模型试验表明其刚度参数—锚杆张拉力关系特征与蝶形托盘接触不同介质、不同锚杆张拉段长度不具有明显的相关性。为此提出了锚杆张拉力无损测试原理、方法与实现的技术路线,现场小规模试验表明本文提出的方法具有可靠性。     

孔道成孔工艺对锚固力损失的分析与控制

预应力锚索锚固作用机理复杂,影响预应力锚固效果的因素众多,锚固力损失与材料性质、被锚固介质力学特性、锚夹具质量、施工工艺等因素有关。锚索施工工艺对锚索锚固力损失的影响主要体现在孔道成孔工艺,通过孔道成孔工艺研究,推导出了孔道摩擦损失理论计算公式,该公式更加符合工程实际,具有较大的实用价值。同时对孔道成孔引起的锚固力损失提出了相应的工程控制措施。     

预应力群锚高边坡增稳机理研究

本文阐述国家"八五"重点科技攻关项目"高边坡预应力群锚加固机理研究"中加锚岩体的变形体传力特征。通过现场群锚试验,室内模型试验和数值计算验证研究,发现群锚增稳不同于刚体法加锚的岩体的受力传力动态机理效应,提出了依安全度布锚增效的新参数理论,探讨了判别加锚效果的岩体表层新生压应力层的"岩壳效应"场的机理依据     

涨壳式预应力中空锚杆支护效果及注浆工艺改进研究

为了研究涨壳式预应力中空锚杆对深埋隧道的支护效果,并对现有注浆工艺提出改进措施,依托中兰铁路香山隧道工程,采用有限差分数值分析软件FLAC3D,对比分析了普通砂浆锚杆和涨壳式预应力中空锚杆支护作用下的隧道围岩变形及应力状态变化情况; 开展现场锚固试验研究,分析了锚杆长度和注浆体龄期对锚杆锚固效果的影响; 进行现场注浆试验研究,分析了注浆方式和注浆压力对涨壳式预应力中空锚杆注浆密实度的影响,并对现有注浆工艺提出了改进措施。结果表明:与普通砂浆锚杆相比,涨壳式预应力中空锚杆控制围岩变形、改善围岩应力状态等的效果更佳,其中围岩变形可减小约40%; 相比于锚固长度,注浆体养护龄期对涨壳式预应力中空锚杆的支护效果影响更为显著,当养护龄期为28 d时,支护效果可提升50.12%; 采用中空杆体内注浆方式时,注浆压力需大于0.8 MPa方可达到最佳效果,且该注浆方式适用于涨壳式预应力中空锚杆水平或向下安装; 采用中空杆体外注浆方式时,宜采用更大的注浆压力,且该注浆方式适用于锚杆向上安装; 改进后的锚杆注浆口可以有效防止漏浆,保证了注浆的密实度,对保护锚杆和加强锚杆与地层联结均有积极作用。     

反射法检测锚杆锚固质量的应用特点分析

本文结合实例, 介绍了运用反射原理检测锚杆锚固质量的方法特点, 文中还就拉拔试验评价锚杆锚固质量这一方法所存在的问题作了分析, 提出了应将两种检测方法配合使用, 进行综合评价。     

竖向预应力精轧螺纹钢筋锚具接触刚度识别及其张拉力测试原理

基于预应力混凝土箱梁桥腹板竖向预应力精轧螺纹钢筋锚固螺母与锚垫板通过接触传递预应力，其法向接触刚度、锚固螺母段抗弯刚度与张拉力存在正比增加关系，建立竖向预应力筋外露段双参数变化的动力学模型，获得锚固螺母与锚垫板法向接触刚度与张拉力的关系式，室内模型试验和多座桥梁现场试验表明其法向接触刚度与张拉力关系具有稳定性。在此基础上提出现场标定法向接触刚度与张拉力关系的方法和现场测试竖向预应力精轧螺纹钢筋张拉力技术路线，并形成测试标准，可彻底解决竖向预应力精轧螺纹钢筋张拉力失效的问题。     

锚杆锚固质量无损检测技术

提出锚杆锚固质量无损检测的数学物理模型、检测方法和评价方法,重点阐述声波反射法在锚杆锚固质量无损检测中的应用及其效果。     

不同岩性条件下预应力锚索锚固力损失规律研究

There are many and complex factors that affect the anchoring effect of prestressed anchor cables, and each factor also affects each other. The loss of anchoring force is closely related to the properties of rock and soil. Through theoretical analysis, experimental research, numerical simulation, and other methods, the influence mechanism of creep deformation and compression deformation of rock and soil on anchoring force loss is studied. The law of prestressed anchor cable anchoring force loss caused by hard rock, weak rock, broken rock, and soil is studied. The research shows that the properties of rock and soil are different, The loss of anchoring force caused by prestressed anchor cables is also different: the better the quality of the rock and soil, the smaller the loss of anchoring force under the same initial anchoring force conditions. This research achievement can guide the design, construction, and operation management of anchoring engineering, which is beneficial for improving the economic and social benefits of anchoring engineering     

钢筋及GFRP筋锚杆与框架梁连接方式研究

锚杆与框架梁的连接方式影响加固效果和工艺流程。GFRP筋锚杆以其耐腐蚀、高强度特性成为钢筋锚杆腐蚀问题解决途径之一,GFRP筋锚杆与框架梁的有效连接方式是需要研究的问题。通过钢筋折杆、钢筋直杆及GFRP筋直杆的框架梁锚固模型试验,研究钢筋和GFRP筋锚杆框架梁锚固效果的差异。研究结果表明,为施加预应力而研制的锁定装置能够实现FRP筋的预应力张拉和锁定,工作状态稳定,拆装方便操作简单;钢筋折杆的框架梁锚固效果明显优于钢筋直杆锚固形式,相同厚度梁体下,折杆框架梁锚固结构能承担更高的荷载;钢筋直杆与GFRP筋直杆的框架梁锚固效果相近;以GFRP筋直杆等体积取代钢筋锚杆时,按照钢筋弯折锚固形式设计的框架梁厚度不能直接用于GFRP筋锚杆锚固,须根据直杆锚固试验确定框架梁厚度。     

预应力锚索锚固段周边剪应力分布特性的弹性理论分析

预应力锚索锚固段周边剪应力分布是不均匀的,对其不均匀性的研究存在多种不同的方法,但不同的方法分析出的剪应力的分布形式却不尽相同。运用弹性理论分析方法,对锚固段周边剪应力进行分析求解,模拟求出剪应力沿锚固段轴向的分布曲线,并通过与现场试验结果对比,得出锚固段周边剪应力分布的合理结论。     

岩体锚杆类型和受力特征浅析

针对锚固工程是岩土工程领域中非常重要的分支,为指导岩体锚固工程中锚杆的合理选型,探讨了不同岩体锚杆类型和受力特征,得出预应力锚杆和压力型锚杆对岩体加固的效果明显,有广泛的应用前景。