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。

充氚不锈钢微观组织及断裂特征

采用力学拉伸实验测定充氚不锈钢的断裂强度值,采用拉伸断口进行SEM观察和正电子湮灭(PAT)分析,采用TEM动态拉伸实验观察和记录材料在微观断裂过程中的行为,通过对比分析氚对不锈钢断裂过程的影响。结果表明,高温充氚后,室温存放2a,样品中氚衰变产生的氦累积已达约30ppm;氚、氦使样品断裂强度降低,内部缺陷增多,正电子寿命变长。TEM观察未发现明显的氦泡组织;动态拉伸实验表明,充氚促进裂纹尖端位错的发射和增殖;HR-1、HR-2不锈钢微观断裂过程相似,可表述为氚致微裂纹的形核-形成微空洞-微空洞长大-空洞连接(断裂)。氚、氦使无位错区减小甚至消失。

砾石地层中自钻式锚杆锚固特性现场试验与数值仿真

自钻式锚杆为集钻进、注浆、锚固功能为一体的新型锚杆,能够克服卵砾石地层易塌孔及套管施工效率低的难题,拥有施工效率高、综合经济效益良好等优点,具有广阔的工程应用前景。基于洛阳某卵砾石场地现场拉拔试验与ABAQUS数值模拟相结合的方法,探讨了自钻式锚杆在砾石地层中的锚固特性和荷载传递规律。结果表明:自钻式锚杆在砾石地层中的锚固性能优异,能够满足工程需求。锚固体-土体界面平均黏结强度随锚固长度的增加逐渐降低;锚杆轴应力、剪应力和锚固体轴应力沿锚固深度呈指数分布;锚固体剪应力随锚固深度的增加先快速上升后逐渐下降,剪应力峰值随荷载的增加不断增大,但峰值点位置基本不变;随着拉拔荷载增加,锚杆对周围土体应力的径向影响范围增大,而深度方向影响范围维持在一定数值附近。

充氚时效不锈钢微观断裂机制

不锈钢材料在氚环境中长期工作时不仅存在着氢脆问题，同时还由于进入基材内部的氚衰变而产生氦，发生氦的积累，造成材料性能下降，甚至导致材料被破坏，即产生所谓“氦脆”现象。本课题2002年进行了样品的高温气相充氚实验以及充氚后一些显微组织分析工作。2003年对充氚＋1a时效的HR-2不锈钢样品进行了TEM动态拉伸实验观察。初步表明，充氚促进裂纹尖端位错的发射和增殖：对于HR-2不锈钢，充氚使无位错区（DFZ）减小甚至消失。2004年，充氚样品经历2a的室温时效，积累了一定的氦量，实验试图探索氦对微观断裂机制的影响。