影响大吨位预应力长锚索锚固力损失的因素分析

通过对水利水电工程岩体加固中常采用的大吨位预应力长锚索锚固力变化规律的分析,详细讨论了影响预应力锚索锚固力变化的钢材松弛、岩体强度与性质、施工质量、锚索结构与环境变化等因素,得出了不同影响因素对预应力长锚索锚固过程中锚固力损失的影响效应。观察表明,引起锚索锚固力损失的最主要因素是岩体的变形与施工质量。根据岩锚实测资料的统计分析,进一步提出了各影响因素与锚固力损失间相应的经验关系,最后,提出了控制锚固力损失的工程措施,可供相关锚索设计与施工时的参考。

失稳岩石边坡加固处理实例

某一工程主体部分属于国家重点工程,在施工过程中岩石边坡出现险情,直接威胁着下部结构物和施工人员的安全。依据周边环境和地质条件,采用工程类比法和经验法对边坡采用预应力锚索、自钻式锚杆、钢筋网和喷射混凝土联合加固的措施;合理的设计参数、正确的支护结构形式和科学的施工步骤,使该加固措施充分发挥了锚固作用;根据锚杆钻孔施工过程中遇到的裂缝位置及边坡极限平衡理论,采用反算法得出岩体力学参数,进而对加固后边坡的安全系数进行计算。结果显示,安全系数得到大幅度的提高,确保了边坡稳定和后续施工的顺利进行。重点介绍本边坡加固工程的设计和施工情况。

让压预应力锚索在软岩隧道大变形控制中的作用机制研究

为解决高地压、高流变条件下软岩隧道围岩及支护结构大变形控制难题,通过理论和数值分析,研究让压预应力锚索在隧道大变形控制中的作用机制。研究内容包括2个方面,一是研究新型让压锚垫板在低预紧力及低围压下的力学性能,满足支护结构先柔让压的要求;二是让压结束后,预应力锚索在高预紧力条件下改善支护结构受力性能,实现后刚强支的作用。结果表明:1)预应力锚索通过施加预紧力,增大洞壁径向阻力,提高围岩稳定性;2)预应力锚索在让压结束后对支护结构的主要作用是减跨,由此提高支护结构刚度和承载能力;3)围岩、支护结构和让压预应力锚索变形协调,力学上相互耦合,构成"先柔后刚"的支护体系。

岩锚新的锚固方式及锚固体系的研究

施加在锚索上的荷载可由锚固段的顶端向下（拉力型）或由下向上（压力型）传递，这取决于锚索在锚固段内的锚固方式。通过试验，比较了传统的拉力型及压力型两种锚固方式，并提出一种新的介于二者之间的锚固方式，称为复合型。其目的是使锚固段上的应力分布趋于均匀，避免或减少灌浆体的拉伸裂缝，从而增加锚固效果及防腐系统的可靠性。同时，对岩锚锚固体系提出设计建议，以提高预应力锚索的锚固性能并尽可能方便施工，降低成本。

锚索与锚杆联合锚固支护岩坡的有限元分析

针对广东某高速公路74 m高的7级挖方边坡,采用三维弹塑性有限元数值计算方法分析山区路堑开挖岩质边坡的锚固支护的受力情况。分别计算了坡体无锚和3种不同的锚固方案。通过坡体无锚方案的计算确定坡体的滑动面并为锚固方案的设计提供依据。3种锚固方案中的预应力锚索和锚杆按不同方式进行了组合。所建立的锚固坡体三维有限元分析模型对锚固坡体进行了合理简化并节约了计算量。计算中锚索的预应力采用预先施加应变的方式施加。计算分析表明,边坡加锚后可显著减少边坡塑性区。实际工程中采用预应力锚索和锚杆交错布设方案进行边坡锚固支护可较好地达到安全与经济并重的边坡处治原则。现场监测结果表明,锚固边坡有限元分析合理可行。

滇中引水工程海东隧洞围岩“小变形”试验段前期研究——兼及采用普通预应力锚索的风险与对策

针对高地应力软岩隧洞大、小变形围岩支护难题,强调普通预应力锚索和大尺度预应力让压锚索2种支护方案不同的适用条件。对发生一定大变形的软岩隧洞采用普通预应力锚索支护的风险进行分析,提出具体应对措施。以滇中引水工程海东隧洞试验段为例,对围岩大变形中的相对“大变形”与“小变形”限界进行了计算和探讨。通过原理分析、理论计算,并结合试验研究,验证锚杆、锚索施加预应力的重要性。此处认为:1)普通预应力锚索适用于隧洞相对“小变形”区段,而让压锚索则适用于隧洞相对“大变形”区段,两者各适用于不同场合,绝不能相互取代;2)隧洞中采用普通预应力锚索支护,预应力值切不能过高,否则有束筋拉断崩出洞外的风险,建议只有在围岩变形整体趋稳后才能开始张拉和灌浆;3)海东隧洞试验段初定相对“大变形”与“小变形”的限界值为30 cm,具体还需在现场试验实施中进一步验证和修正;4)锚杆、锚索施加预应力,可改善施锚区围岩的岩性参数,提高其强度和刚度;5)此处对海东隧洞围岩“小变形”试验段的前期研究,希望引起业内各方专家的关注,进而得出改进、完善的建议意见,并在后续试验段实施中体现和实施。

高地应力软岩隧洞挤压型大变形的非线性流变属性及采用让压支护的工程整治研究

针对软岩大变形工程处置目前大多仍沿用传统强支硬顶施工方法所存在的问题,分析挤压型大变形隧洞中采用让压支护的必要性,认为在挤压型大变形隧洞施工中,采用刚性支护进行“硬扛”是不行的;可缩式钢拱架在大变形(如δ≥500 mm)隧洞中是不能用的,需要“另辟蹊径”,创新求变。经5处工程实践证明,在软岩挤压大变形隧洞施工中,施作让压锚杆/预应力长让压锚索是一种更为有效可行的对策措施。阐述让压支护“边支边让、先柔后刚“的设计理念,阐明其工作原理,对让压锚杆及预应力让压锚索进行比选,从施工和受力2方面考虑,建议采用预应力长让压锚索。并对锚杆、锚索参数、锚固头形式、锚腔位置等关键技术指标进行分析推荐。讨论让压支护的经济性,经与传统“硬扛”的方式对比估算,认定采用让压支护是完全划得来的。首先,对软岩挤压型大变形隧洞计算分析中的若干问题作简要说明,包括:1)二、三维分析模式的选择问题;2)几何非线性问题;3)非线性、非定常黏弹塑性围岩流变/蠕变时效的耦合相互作用问题;4)几何非线性与材料非线性耦合专用程序软件研发及应用问题。然后,简述了挤压大变形隧洞中考虑几何非线性和材料非线性的耦合作用的研究进展。最后,对下一步深化研究提出5点建议:1)进一步积累大量流变试验和隧洞现场实测资料,提出数值模拟预测挤压大变形更有理论依据、更加可信、适用的方法;2)非线性黏弹塑性流变本构模型分析的编程工作,需引入和拓展至三维非线性黏弹性流变属性并选用相应的流变本构模型;3)完善目前工作中存在的不足,收集更为详细的研究资料和现场实测与流变试验数据,并将试验手段、数值计算与理论演引三者相结合,对几类不同软弱岩性的挤压型非线性流变力学行为进行更细致完善的系统研究;4)深入分析挤压型大变形问题时,应考虑多场耦合问题;5)本研究仅局限于软岩,基于连续介质理论所建立的大变形理论,不适用于软黏土隧洞的大变形破坏问题,这应作为今后拓展研究的一个方面。

兴山县龙王嘴边坡稳定性分析与加固设计

龙王嘴边坡系坡高达70 m、坡角达70 °的高陡岩质边坡。分析了宜-秭公路石峡段龙王嘴高边坡变形的地质条件,在定量评价龙王嘴高边坡稳定性的基础上,进行了该高边坡的施工图加固设计。根据其特点将350 m长的坡段分为A,B,C三个区,分别采取预应力锚索与锚杆加固、挂网喷射混凝土支护和喷射混凝土支护等措施,实践证明,工程治理效果良好。

隧道围岩挤入型流变大变形预测及其工程应用研究

将高地应力条件下隧道软弱围岩发生挤入型大变形的复杂力学行为归属为变形速率快而收敛慢、量值大、达到稳定的时间长的一种非线性蠕变范畴,着重研究了对围岩挤入型大变形的预测方法及其可靠性评价.对乌鞘岭铁路隧道断层带施工开挖大变形问题进行了变形预测的工程应用,并对一种可用以解决上述围岩大变形问题的新型自进式压力分散型让压锚杆提出了应用建议.

隧道软弱围岩挤压大变形非线性流变力学特征及其锚固机制研究

介绍围岩大变形的工程实例、隧道围岩挤压性大变形的定义及其工程特征。系统总结国际上隧道围岩挤压性大变形的3种预测方法,即:经验法、半经验半理论法和试验判定法。将Hoek(1999)对围岩挤压大变形的预测和判定方法(半经验半理论法)应用于乌鞘岭隧道岭脊段F7断层带开挖施工中的围岩稳定性判别,并对这种预测方法进行了可靠性评价,认为有支护情况下比无支护情况下变形预测失效概率要小得多,也就是说毛洞围岩变形收敛率的大小更难以掌控。介绍作者团队对隧道围岩挤压性大变形问题按三维非线性流变的理论分析、相应专用软件的研制;并将理论研究计算成果与现场实测数据进行对比,结果按大变形三维问题的计算值比按小变形二维平面问题的计算值更接近工程实际;同时,指出了有待进一步深化研讨的若干问题。最后,提出了管控/约束隧道围岩大变形持续发展的锚固技术措施--一种新型大尺度让压锚杆/预应力长锚索,分析其机制和优势,介绍其构造类型,并提出下一步的研究思路。该方法已在几处工地不同程度地成功实施,取得了应有的经济效益和技术成果。

地下厂房围岩稳定性分析及支护方案优化

基于工程实际与设计方案,构建了甘肃省讨赖河三道湾水电站地下厂房洞室群的三维有限元模型,采用弹塑性有限元法计算模拟了洞室分步开挖及支护过程,分析了有无系统锚杆支护工况下围岩的应力状态及洞室变形,论证了锚索支护的必要性,并对锚杆长度设计方案进行优化。计算分析表明,系统锚杆明显改善了开挖围岩的变形与稳定性,该法可行、合理,可供借鉴。

预应力锚索抗滑桩结构计算方法

预应力锚索抗滑桩作为一种实用有效的支挡工程措施已在地质灾害治理中得到广泛的应用.然而,其设计与计算方 法仍然是一个亟待深入研究的课题.这种技术是在抗滑桩的基础上发展起来的.相对于普通抗滑桩,其受力状态更加合理. 从这种治理措施的地质与物理模型出发,建立了其力学与数学模型,并最终得到其内力分布的解析解,为其结构设计奠定 了基础.将双参数法引入到土抗力模数或地基系数的计算中,并贯穿到整个结构计算中.分别按刚性桩和弹性桩2种物理 模式,将锚索视为弹性绞支座,利用抗滑桩和锚索位移变形协调条件,计算出锚索的设计拉力及桩身的内力分布.结合三峡 库区秭归县水田坝乡下土地岭滑坡治理工程介绍了这种滑坡治理措施的应用,并与原普通抗滑桩设计方案进行了技术与 经济对比分析,体现出这种抗滑结构的优越性.

大变形锚杆索协调防冲支护的理论研究

在强冲击大变形巷道支护中,锚杆、锚索是否联合协调防冲支护,不仅关系巷道在施工期间的安全,还直接影响巷道支护的长期安全性。结合锚杆、锚索联合对强冲击大变形巷道进行支护时容易普遍出现锚杆、锚索破断的问题,介绍了适合于强冲击大变形巷道支护的大变形锚杆(索)的主要结构特点及其让压性能,并对锚杆、锚索协调防冲原理和设计准则进行了研究分析。在此基础上,通过对大变形锚杆(索)的实验研究,给出了不同冲击条件下大变形锚杆(索)实验设计方法。研究结果对今后强冲击大变形巷道的支护设计施工有一定的参考价值。