新型拉压复合型锚杆锚固性能研究Ⅲ：现场试验

针对传统拉力型锚杆存在受力集中、锚固体与岩土体界面黏结强度发挥不充分、抗拔承载力偏低的问题,研发了一种新型拉压复合型锚杆。通过开展现场破坏性试验,对拉力型锚杆及拉压复合型锚杆的承载能力、荷载位移曲线及应变数据进行分析,结果表明：3组拉压复合型锚杆TC12-3、TC11-1、TC21锚杆的平均破坏荷载分别提高至拉力型锚杆的2.81,2.01,2.52倍;拉压复合型锚杆套管内的拉力传递损失率最大为20.5%,在自由段内的拉力传递损失率最大仅为6.8%,拉力传递损失主要发生在承压锚固段上;TC12-3锚杆的受拉锚固段长度最短,单位受拉锚固段长度分担荷载最高;TC21-1锚杆的承压锚固段最短,单位承压锚固段长度分担荷载最高;锚杆破坏时,TC12-3、TC11-1、TC21-1锚杆的受拉承载系数分别为0.398,0.470,0.600;且TC11-1锚杆表现为承压锚固段与受拉锚固段同时破坏,TC12-3、TC21-1锚杆表现为先后破坏;拉压复合型锚杆锚固性能显著提高主要是由于荷载分解作用,界面剪应力双向传递机制及短锚承载效应;从荷载位移曲线来看,拉压复合型锚杆具有较好的抗变形能力,在岩土锚固工程中,具有显著的优势和广阔的应用前景。     

新型拉压复合型锚杆锚固性能研究:Ⅰ简化理论

针对新型拉压复合型锚杆,假定锚固体与岩土体之间的剪应力呈三角形分布,对其锚固机理进行了研究。推导得出了拉压复合型锚杆的抗拔承载力计算公式和与拉力型锚杆抗拔承载力之比（承载比）。对承载比的曲线分析结果表明：承载比随锚固段长度的增加而增加,当锚固段长度系数k₁ =2.0时,承载比达到最大值2.0;承载比整体随承压锚固段长度系数k₂呈碟碗形对称分布,且随k₂的增加而先增加后减小,并在k₂=0.5时最大;当k₁≥2.0时,承载比的最大值不再随锚固段长度增加而继续增加,但是满足承载比达到最大值的k₂取值区间变大。对比拉压复合型锚杆室内试验成果,推导的承载比计算值与试验值吻合较好。在相同锚固段长度下,拉压复合型锚杆抗拔承载力可达拉力型锚杆2.0倍,具有良好的工程应用前景。     

抗浮岩石锚杆新型锚固剂锚固性能的模型试验研究

针对目前抗浮岩石锚杆常用锚固剂锚固性能差,单位锚固长度上提供的有效抗拔力低等不足,设计了一种新型的锚固剂.为了对该新型锚固剂的锚固能力进行测试,采用三种不同类型锚固料的岩石锚杆进行了抗拔力测试的模型试验研究.试验结果表明:该新型锚固剂的锚固性能远远好于其他两种,并且该锚固剂的成本较低,是一种具有良好应用前景的新型锚固剂.同时还对影响锚杆锚固力的其他相关因素进行了分析.     

抗浮锚杆荷载-位移曲线研究及其应用

如何依据不完整的荷载-位移曲线估算锚杆极限承载力,工程界尚无定论.本文依据现场试验资料,分别采用双曲线模型、幂函数模型和指数模型对完整的锚杆荷载-位移曲线进行拟合,分析曲线的变化规律、确定锚杆的极限承载力,并将研究方法应用到工程实例中,以为工程设计提供参考.     

砂卵石地层自钻式锚杆锚固性能现场试验研究

为研究自钻式锚杆在砂卵石地层中的锚固性能,开展了18根自钻式锚杆的现场拉拔试验,从极限抗拔承载力、荷载-位移曲线及界面平均粘结强度等方面进行了分析。结果表明：砂卵石地层中自钻式锚杆的极限抗拔力随锚固长度的增加而增大,当锚固长度超过一定数值后,对提高锚杆极限抗拔力的能力有所下降;在破坏荷载前,自钻式锚杆的抗拔荷载–位移曲线基本呈线性,且位移量较小,达到破坏荷载时,位移量急剧增大,荷载–位移曲线出现明显拐点;锚固体–卵石界面平均粘结强度均值为0.14 MPa,高于该地区卵石层推荐的qsk值0.11 MPa,且锚固长度约在2～4 m时,界面平均粘结强度整体处于较高值。     

新型拉压复合型锚杆锚固性能研究Ⅱ:模型试验

针对传统拉力型和压力型锚杆存在受力集中、锚固体与岩土体界面黏结强度发挥不充分、抗拔承载力偏低的问题,研发了一种新型拉压复合型锚杆。通过对传统锚杆及拉压复合型锚杆开展模型试验,对比研究了不同锚杆的极限抗拔承载力及其锚固性能。结果表明:拉压复合型锚杆极限抗拔承载力比传统拉力型锚杆大幅提高,拉压长度比为1∶2和2∶1时,分别提高79%和161%,且具有更好的位移延性和抗变形能力;拉压复合型锚杆峰后残余抗拔承载力显著提高,传统拉力型和压力型锚杆稳定残峰比最大值均不超过0.40,锚头相对拔出变形ξs=2.5%时,残峰比平均值分别为0.292和0.259;TC360-12锚杆和TC360-21锚杆稳定残峰比最小值分别不低于0.45和0.60,ξs=2.5%时,残峰比平均值分别为0.545和0.790;拉压长度比为2∶1的拉压复合型锚杆即将破坏时,受拉锚固段和承压锚固段协同承载能力更强,界面黏结强度得到充分发挥,锚杆极限抗拔承载力更高。     

拉力型锚杆锚固试验研究

采用改进型拉拔方式对锚杆进行拉拔试验,从而研究砂浆强度和锚固深度对锚杆承载力的影响,通过在锚杆表面粘贴应变片,得到拉拔过程锚杆—砂浆截面剪应力沿锚杆全长分布规律,根据现场锚杆拉拔过程的破坏形式,分析对应破坏机理。     

拉压耦合大变形锚杆作用机理及其试验研究

在高应力作用下,围岩发生大变形破坏的现象非常普遍,硬岩常常产生严重的岩爆灾害,软岩则会表现出挤压大变形问题,严重影响深部工程安全。在这种条件下采用的支护体系不仅要具有较高的承载力,而且要能够适应较大的围岩变形而本身不发生破坏。提出了一种拉压耦合大变形锚杆,并详细介绍了它与围岩之间的相互作用机理。新型锚杆通过改善锚固结构,优化锚杆受力状态,提高了锚固结构的极限承载力,使锚杆杆体的变形性能得到充分的发挥,避免了传统锚杆因杆体不均匀变形导致的破坏问题。因而,高应力大变形条件下新型锚杆的锚固性能更优,更有利于保持围岩稳定。室内实验研究证实,在同等条件下拉压耦合锚杆的极限承载力明显大于传统锚杆,并且具有良好的大变形特性。针对矿山深部开采中遇到的软岩大变形和硬岩岩爆等灾害,新型锚杆将实现更优的加固效应。     

锚杆桩的抗拔试验

本文结合工程实践，通过现场试验分析研究提出锚杆桩抗拔极限荷载直接或间接的确定方法，并提出了合理的施工方案。     

新型锚杆抗拔性能的有限元分析

提出一种加固软土地基的新型锚杆,向软土地基中打入旋喷桩,然后在具有一定强度的旋喷桩中心打孔,将钢筋插入至旋喷桩中心孔洞处,灌注水泥浆,即完成新型锚杆.采用有限元软件ABAQUS分析该新型锚杆在不同桩长情况下抗拔力的变化情况以及锚杆的破坏位置,分析荷载作用下钢筋轴应力和土体应力的变化规律,并将有限元分析结果与理论值进行比较.     

索连板球基础竖向抗拔承载特性及其影响因素

针对沙漠地区砂土地基的工程特性及现有输电塔基础存在的不足,研发出索连板球基础。将室内相似模型上拔试验与数值模拟计算相结合,对不同上拔荷载作用下的基础位移进行分析,并研究了埋深比、球径及柱径对基础极限抗拔承载力系数及土体表面主破裂面半径的影响及其规律。研究结果表明:数值模拟计算结果与模型试验结果吻合较好,与土体变形演化的三阶段相对应,荷载位移曲线呈三段式变化;埋深比对基础极限抗拔力影响最大,且它们之间呈正相关关系;极限抗拔承载力系数随埋深比增大呈先增大后减小的变化趋势,与球体直径呈负相关关系,与水泥土柱直径呈正相关关系;土体表面主破裂面半径与埋深比、球径及柱径均呈负相关关系。     

GFRP抗浮锚杆在基础底板中的锚固性能现场试验研究

通过现场拉拔破坏性试验,测得不同直径的GFRP抗浮锚杆在基础底板内的极限承载力和滑移量,并与实际工程中不同形式的钢筋抗浮锚杆作比较,分析其承载性能和粘结特性。研究表明,在相同的混凝土强度与养护条件下,相同直径的GFRP抗浮锚杆的极限承载力、平均粘结强度与钢筋抗浮锚杆相比较高,且GFRP抗浮锚杆的变形能够满足实际工程需求,充分验证了GFRP材料用作抗浮锚杆的先进性与合理性。基于试验结果与理论分析,给出了GFRP抗浮锚杆与基础底板的最佳锚固面积,并提出了计算公式。     

佛山地区微型桩基础上拔试验

选择佛山地区典型软土地基条件,通过现场真型试验,对微型桩单桩及群桩基础抗拔承载力进行了试验研究,试验表明,所设计的微型桩群桩基础具有良好的抗拔承载能力,能够满足工程需求,可在今后工程中进一步推广应用。     

深基坑新型支护结构力学特性分析

针对深基坑工程在开挖支护过程中遇到的难题,提出框架自钻胎串式锚杆新型支护结构,对其结构构成和工作机理进行了详细探讨。基于柱孔扩张理论,推导出极限抗拔承载力和胎体临界间距计算公式,采用非线性有限元软件ADINA模拟了该新型支护结构的特性、抗拔机理,进行了现场拉拔试验,并将理论值分别与数值模拟和现场拉拔试验结果作了对比分析。结果表明：①抗拔承载力理论计算值与模拟值和试验结果基本吻合,验证了理论分析和数值模拟的正确性。②自钻胎串式锚杆的轴力在胎体段大幅度提高,发生“突变”,呈“锯齿形”。③与普通框架锚杆支护结构相比,框架自钻胎串式锚杆能够使坡体水平位移明显减小,更有利于基坑稳定。④自钻胎串式锚杆的极限抗拔力、极限抗拔位移与胎体径向应变之间存在正相关性。     

嵌岩扩底抗拔桩承载特性研究

近年来扩底桩用于建筑物抵抗上拔荷载作用的情况日趋增多,而对扩底抗拔桩的理论研究远跟不上工程实践的发展。分析了扩底抗拔桩的抗拔机理和常用的破坏模式,在合理假定的基础上给出了一种扩底嵌岩桩极限抗拔承载力的计算模式,该模式包含侧摩阻力、桩自重以及扩大头抗拔力对总抗拔承载力的贡献。结合南京绿地广场紫峰大厦工程中两根扩底嵌岩抗拔桩的自平衡法极限抗拔承载力试验结果,进行了该模式计算值与实测值的对比分析,吻合程度较好。     

加筋边坡在坡顶荷载作用下的极限承载能力

采用大型室内试验的方法,研究了两个土工格栅加固的土坡和一个未加固边坡在坡顶荷载作用下的变形与破坏规律。本文重点介绍大型模型的实验设计、测试技术和研究方法。实验结果表明,土工格栅加固边坡的承载能力为相同条件下未加固边坡的1.6-2倍。     

输电线路复合式锚杆基础现场试验研究

首次针对辽宁地区500kV抚顺变—程家变新建输电线路工程,进行了复合式锚杆基础的现场抗拔承载力真型试验。通过循环加卸载方式的基本试验与单方向加载方式的验收试验,得到了基础的上拔荷载位移曲线与基础的抗拔承载力,给出了相关设计参数的取值标准,进一步验证了复合式锚杆基础在500kV大荷载输电线路工程中应用的可行性。     

自平衡法在基桩载荷试验中的应用分析

针对自平衡法在基桩载荷试验中的应用进行了探讨,介绍了自平衡法的基本原理和工作方法,阐述了资料处理和等效曲线的转换,并结合工程实例进行了分析,指出该方法具有较广阔的应用前景。