扩大头锚杆抗拔承载特性影响因素分析

扩大头锚杆因其特有的结构形式和优异的承载性能引起了广泛关注。以合肥市某实际基坑工程项目为研究对象,利用ABAQUS有限元软件,建立扩大头锚杆-土体相互作用数值模型。首先,通过对比原位试验数据与数值模拟结果,证明了所构建有限元模型的准确度和实用性。此外,模拟了锚杆结构、土体力学性质等因素对扩大头锚杆承载特性的影响。数值模拟结果表明:锚杆结构参数和地基土性质对扩大头锚杆承载能力有显著地影响,增加扩大头直径或将锚杆埋设于地质状况良好的土层中,可有效减小锚杆变形。开展扩大头锚杆在抗浮作用中的承载机理和破坏方式进行深入探究,可优化锚杆的设计与施工工艺,为地下工程的稳定性分析和安全防护提供技术支持。

高压喷射扩大头锚杆在地下室抗浮设计中的应用

文中依托工程实例,对高压喷射扩大头锚杆的施工技术进行分析,通过现场试验检测锚杆的施工质量,并与普通的锚杆技术进行经济性对比。结果表明,锚杆的位移与加载呈正相关,锚杆的荷载-位移曲线离散性较小,且测试过程中锚杆未被破坏,抗浮锚杆具有良好的施工效果。

多段扩大头锚杆在砂土中的模型试验研究

为了研究密实砂土中多段扩大头锚杆的几何尺寸对其承载特性的影响,并与底端型扩大头锚杆的承载特性进行对比,通过建立室内模型试验,改变多段扩大头锚杆的直径和段长等条件,进行了一系列的竖向拉拔试验,得到了相应的荷载位移曲线.试验结果表明：扩大头直径对锚杆的极限承载力影响很大,扩大头长度对极限承载力影响相对较小;随着扩大头直径的增大,锚杆的极限承载力增大幅度逐渐减缓;通过与底端型扩大头锚杆的对比分析得出,在总段长相同的条件下,多段型扩大头锚杆的极限承载力是底端型的1. 2-1. 3 倍,并根据已有理论推导估算出多段扩大头锚杆的抗拔力计算公式.

扩大头锚杆最大抗拔力计算公式探讨与分析

针对国家规范给出的扩大头锚杆最大抗拔力计算公式与工程实践和试验结果相差甚大,论文利用弹塑性力学Boussinesq问题的位移解等相关理论,推导出了扩大头锚杆最大抗拔力计算公式。经过与现场拉拔实验实测数据的对比分析,验证了扩大头锚杆在土体条件下最大抗拔力计算公式的可靠性,并且分析了各相关因素对最大抗拔力的影响大小,结果表明,扩大头直径的影响最大,土体极限抗剪强度的影响次之,弹性模量比的影响再次之,土体泊松比的影响最小。这为以后扩大头锚杆的设计和施工提供了一定的理论依据。

水平荷载作用下压力型扩大头锚杆承载特性试验研究

通过自行研制的模型试验装置,利用PIV技术研究水平荷载作用下压力型扩大头锚杆力学特性以及周围土体位移发展机理。试验结果表明,压力型扩大头锚杆的受力过程可分为侧摩阻力阶段、过渡阶段和端部阻力阶段,在每个阶段转变之间荷载位移曲线会出现"拐点"。基于数字图像分析,提出压力型扩大头锚杆扩大头锚固段近端土体临界位移场影响范围呈"灯泡型",且当扩大头锚固段长径比超过3∶1后,随着继续增大长径比对扩大头锚固段近端的位移场范围基本无影响。

扩大头锚杆结构参数优化研究

目的研究锚固段直径、扩大头直径、锚固段长度、扩大头长度对锚杆受力和稳定性的影响,为扩大头锚杆的设计和施工提供理论依据.方法基于某风电场工程实例,通过有限元分析软件ABAQUS求解不同结构参数下的扩大头锚杆受力特征及周围土层的变形情况和其对锚杆自身的竖向位移的影响.结果锚固段长度增加,使其水平位移逐渐变小后趋于稳定;锚杆锚固段直径的增加,使其周边土层的变形程度减小,同时锚杆轴向力缓慢减小.结论扩大头锚杆锚固段长度为6 m,扩大头长度为0.5 m,锚固段直径为150 mm时,在控制土地变形和锚杆自身位移方面效果最好.扩大头锚杆结构参数对其自身受力及稳定性的影响很大,为以后在扩大头锚杆方面的研究设计与施工理论提供了一定借鉴.

高压旋喷扩大头锚杆现场对比试验研究

针对高压旋喷扩大头锚杆,结合2项北京地区现场工程,选择浆液喷射压力以及拔钻速度两项工艺参数做不同组合搭配,分别进行了锚杆锚固段开挖试验以及锚杆极限抗拔承载力试验,获得12根锚杆的开挖数据以及10根锚杆的极限抗拔承载力数据,并与同条件下施工的3根150mm直径普通锚杆的极限抗拔承载力试验结果进行对比,同时将抗拔承载力计算结果与实测值进行对比。研究表明,开挖出的锚固体形态较为理想,浆液喷射压力与拔钻速度对锚固体直径以及锚杆极限抗拔承载力的影响趋势与理论预期基本一致,试验高压旋喷扩大头锚杆的抗拔承载力可达普通锚杆的2.5~3.5倍。经与计算结果对比,发现计算所得极限抗拔承载力数值存在一定安全度,在设计时需注意选择准确的锚固体直径数据。本文对高压旋喷扩大头锚杆的施工管控提出了建议。

扩大头锚杆研究进展综述

扩大头锚杆技术作为一种经济有效的支护方式,被广泛应用于工程建设中,其承载性能优良,在工程地质条件较差、对变形控制要求高的实际工程中发挥着重要作用,然而,目前还没有对这一类型锚杆做过全面系统的梳理。从扩大头锚杆类型、适用性、承载特性、破坏模式、参数选取5个方面综述了近年来扩大头锚杆的主要研究成果,得到如下认识:新型扩大头锚杆的类型较多,大部分不依赖扩孔技术,施工便捷,但新型扩大头锚杆的适用范围相对较窄,一般仅适用于软土地层。常规扩大头锚杆的适用性相较于普通锚杆要广泛,在软弱土地层中也能发挥较好的支护效果,但在黄土、膨胀土和冻土等特殊土地层中的适用性还有待研究。极限承载力是扩大头锚杆承载特性方面的核心内容,但已有理论存在经验值过多、经验系数取值范围大、计算公式尚未形成统一认识的缺陷,同时关于扩大头锚杆轴力、剪应力的研究仍属于扩大头锚杆承载特性的研究空白区。对于扩大头锚的破坏模式,已有研究多是对试验现象的阐述说明,缺乏对现象背后力学机理的解释。扩大头锚杆本身具备较多的可研究参数,目前研究主要集中在扩大头长度和直径,缺乏如扩孔段数、锚固角等各参数以及参数之间的组合研究。

扩大头锚杆在人防工程抗浮中的应用

单建式人防工程抗浮,以往多采用夯扩桩、爆扩桩和结构配重的方法解决,既不经济,又对环境造成影响。以下介绍的一种扩大头锚杆技术,可以在保证工期的前提下,通过加大锚杆扩大头的直径,大幅提高锚杆在软土中的抗拔力,增加人防工程建设效益。

扩大头锚杆在城市下穿通道改造中的应用

文章通过工程实例,介绍了扩大头锚杆在城市下穿通道改造中的应用,介绍了抗浮措施的比选过程以及高压喷射扩大头抗浮锚杆的设计及施工。

内置锚盘扩大头锚杆承载特性模型试验研究

为揭示扩大头锚杆体系的力学性能和破坏征兆,以内置锚盘扩大头锚杆为研究对象,借助研发的一套扩大头锚杆力学性能试验装置,采用室内缩尺模型试验的方法,研究了扩大头锚固体直径、长度、内置锚盘数量对锚杆承载力的影响,获得了扩大头锚杆拉力-相对土体位移曲线、锚固体侧摩阻力与端阻力数据、杆体与锚固体的应力-应变关系曲线以及土体及锚固体破坏模式。结果表明:锚杆拉力-相对土体位移曲线具有3阶段特征,即缓慢上升段、陡然增长段及趋于平缓段;内置锚盘扩大头锚杆的抗拉承载力主要由锚固体的侧阻力与端阻力提供,侧阻力在加载初期发挥主要作用,而端阻力在加载的中后期对锚杆极限承载力的贡献率大;在加载末期,锚杆体系表现为土体整体剪切破坏和锚固体劈裂破坏两种征兆,随着锚固体直径的增加,破坏征兆由土体整体剪切破坏演化为锚固体劈裂破坏;锚固体的直径、长度和内置锚盘数量对锚杆极限承载力的影响大小排序为:锚固体直径大于锚固体长度,大于内置锚盘数量;锚杆杆体处于非均匀分布受力状态,杆体可采用变截面设计方式;在拉力作用下,锚固体处于压缩膨胀状态,内置锚盘数量的增加可有效降低锚固体膨胀劈裂的发生概率。

扩大头锚杆抗拔力计算及影响因素分析

采用有限差分软件FLAC3D对高压喷射扩大头锚杆的抗拔力进行数值模拟计算,通过改变各种材料参数,得到相应的Q-S曲线,以研究扩大头尺寸、土体性质对高压喷射扩大头锚杆抗拔力的影响;同时考虑群锚效应,确定了扩大头锚杆的合理间距。研究结果对实际工程具有一定的参考价值。

扩大头锚杆反拉支撑SMW工法桩在深基坑围护中的应用

苏虞张公路快速化改造工程主线下穿基坑开挖施工中,采用了SMW工法桩围护。该次SMW工法桩取消了常规的横向内支撑,采用了扩大头锚杆反拉支撑。结合工程实际,介绍采用扩大头锚杆反拉支撑SMW工法桩在基坑围护中的应用。

高压喷射扩大头锚杆在抗浮工程中的应用及探讨

以河北省廊坊市某地下车库抗浮项目为例,分析了高压喷射扩大头锚杆的抗拔力组成,详细阐述了扩大头锚杆的施工工艺流程及技术要点,并论述了该锚杆的应用效果。结果表明:该抗浮项目中扩大头锚杆施工质量稳定可靠,抗拔承载力满足设计要求,能够保证抗浮效果;与普通抗浮锚杆对比,施工总成本可降低约13.3%,施工总工期可节省约25.9%,施工工艺对环境友好。高压喷射扩大头锚杆在该项目中的成功实施可为类似工程的设计与施工提供借鉴和参考。

土层扩大头锚杆扩孔钻具的研制

通过分析土层扩大头锚杆施工方法,设计了适合机械扩孔的施工钻具,应用表明,该钻具可解决土层扩大头锚杆施工难题,降低成本,提高工效。

深基坑扩大头锚杆支护体系数值模拟

为了研究广州某深基坑工程扩大头锚杆支护体系的工作性状,运用MIDAS/GTS软件对该支护体系进行了有限元数值模拟,并与相同情况下的普通锚杆支护体系的有限元模拟结果以及实际监测结果进行了对比分析。结果表明:与普通锚杆相比,扩大头锚杆的锚固效果较好,基坑支护桩桩顶的水平位移较小,支护桩附近的坑底土体隆起较小,坑外地表土体沉降较小。扩大头锚杆由于端部扩大而使锚固力增大,使得轴力在锚固段处最大值比较大,且在扩大头锚固段处能迅速减小。

考虑倾角影响的扩大头锚杆极限抗拔力

扩大头锚杆因其对土层的选择要求而常常具有一定的锚杆倾角,而目前工程实践中未充分考虑该倾角对锚杆抗拔力的影响。为此,在原有研究基础上,采用莫尔-库伦强度理论推导考虑倾角影响的扩大头锚杆极限端压力和抗拔力的表达式,从力学机制层面解释土体黏聚力、内摩擦角和扩大头埋深对极限端压力随锚杆倾角变化的影响。结果表明:极限端压力在静止土压力系数不大于1时随锚杆倾角的增大而减小,而在静止土压力系数大于1时随锚杆倾角的增大而增大;黏聚力因其各向同性性质使得极限端压力随锚杆倾角的变化不敏感,而内摩擦角和扩大头埋深因各向异性因素使得极限端压力呈现复杂变化;对于静止土压力系数不大于1的常规土体,目前工程规范中将倾斜锚杆的抗拔力取值为完全水平锚杆的抗拔力,或偏于不安全。相关公式和规律可为采用扩大头锚杆的锚固工程设计提供参考。

机械扩大头锚杆(锚索)施工工艺研究及工程应用

以锚杆(锚索)为代表的岩土锚固技术自诞生以来,便发挥了不可估量的作用。但传统摩擦型锚杆(锚索)及新兴扩体锚杆(锚索)在遇到特殊地质条件或复杂周边环境时,又呈现出各自的不足之处。基于此,本文提出一种可以提供更大抗拔力,并能很好适应特殊地质条件及复杂周边环境的机械扩大头锚杆(锚索)结构,并详细介绍了机械扩大头锚杆(锚索)的工作原理、适用范围、施工工艺流程及操作要点。通过工程实践应用,验证了机械扩大头锚杆(锚索)的可行性及适用性。

某金融中心项目地下车库高压喷射扩大头锚杆抗浮设计

介绍了某金融中心项目大底盘地下车库采用高压喷射扩大头锚杆的抗浮设计的流程。采用有限元分析软件对锚杆拉力、基础底板变形及内力进行分析。分析结果表明,采用高压喷射扩大头锚杆的抗浮设计方案与常规抗拔桩抗浮设计方案相比,可有效降低基础底板水浮力作用效应,基础底板内力和变形分布更加均匀合理,可较大幅度降低基础底板的钢筋用量。

扩大头锚杆-土体相互作用数值模拟与分析

本文应用有限元计算分析软件ABAQUS对扩大头锚杆进行数值模拟分析,较好地展示了扩大头锚杆-土体之间的相互作用。锚杆自上而下逐渐发挥作用,当扩大头段产生竖向位移时,锚杆侧壁摩阻力达到极限值,土体的应力状态不再发生较大变化;扩大头锚杆竖向位移越大,扩大端头附近土体的应力状态变化越大;扩大头直径越大,承载力越大。