锚固类结构杆体临界锚固长度问题综合研究

锚固类结构杆体临界锚固长度是指一定岩土介质中锚固类结构杆体的极限锚固长度,超过此长度,其承载力将不再明显增加;未达此长度,其承载力尚有一定潜力可挖。数十年来,特别是近10a来,国内以不同的方法,从不同的侧面对锚固类结构杆体临界锚固长度问题进行研究,取得若干成果。对其中较典型的研究成果作评述和再分析,着重指出:系统的研究仍较为缺乏,直接的研究较为少见,仍处于局部发现问题局部探讨解决的阶段;临界锚固长度现象是普遍存在的,对此问题的透彻研究,将对现行国内外基于平均剪应力概念和方法的设计理论提出严重质疑和挑战,并最终将导致锚固类结构传统设计理念的根本性变化;临界锚固长度现象的发现,国外早于我国10多年时间,但作为专用的具有明晰概念的名词"临界锚固长度",目前尚无此称谓。

锚固类结构杆体临界锚固长度与判别方法试验研究

论述了锚固类结构杆体临界锚固长度的概念,指出临界锚固长度的存在是一个普遍现象,此现象表明,杆体平均剪应力的理论基础,即锚杆界面微观结构理论的适用范围尚可商榷。在此基础上,给出了试验条件、方法、结果、结论和判别临界锚固长度的方法。最后将研究结果与其他研究者的成果作了综合比较分析,由此证实,在较理想条件下,锚固类结构杆体第一和/或第二界面浆体局部破坏转移、峰值剪应力转移、零值剪应力转移大体是同时发生的,此时峰值和零值点间的空间距离就是临界锚固长度。

压力型锚杆临界锚固长度的解析解

考虑压力型锚杆灌浆体因受压产生径向膨胀的影响,对压力型锚杆锚固段进行受力分析,推导其极限抗拔承载力与临界锚固长度的计算公式,并分析灌浆体弹性模量、灌浆体泊松比、岩体弹性模量、钻孔直径及筋体直径等参数对压力型锚杆临界锚固长度和临界长径比的影响.结果表明:极限抗拔承载力随着锚固段长度的增加而增加,达到临界锚固长度后趋于稳定;宜取临界锚固长度理论计算值的65%作为优化的工程临界锚固长度值.

锚杆变形分析与临界锚固长度计算

首先引入桩土荷载传递规律的剪切位移模式,结合轴向Winkler地基模型,建立了锚杆荷载传递基本方程,利用单元体平衡和锚杆、土体变形协调及边界条件,推导出锚杆抗拔荷载与位移关系的解析解,从而导出锚杆临界锚固长度的计算公式;然后,对影响锚杆临界锚固长度的主要因素进行了分析,得出一些定性的结论;最后,以某高层建筑深基坑支护工程中的锚杆为计算实例进行了分析。结果表明:理论计算结果与实测锚杆荷载变形曲线的直线段吻合较好;临界锚固长度的计算是合理的,可为锚杆设计提供参考。

锚固类结构杆体临界锚固长度问题综合研究——国内相关研究进展

锚固类结构是指注浆锚杆、锚索和土钉一类岩土工程加固支护结构。锚固类结构杆体临界锚固长度是指一定岩土介质中锚固类结构杆体的极限锚固长度,超过此长度,其承载力将不再明显增加;未达此长度,其承载力尚有一定潜力可挖。半个多世纪以来,国(境)外从不同的侧面对临界锚固长度的相关问题进行了研究,但系统的研究仍较为缺乏,直接的研究极为少见,因而此问题尚未真正解决,仍处于局部发现问题局部探讨解决的阶段。我国关于锚固类结构杆体临界锚固长度问题的相关研究起步晚于国外,但关于该问题的直接研究在近年来还是明显多于国外。我国已提出试验判别临界锚固长度的方法,已研究确定某些介质的临界锚固长度及相应的技术规范。

锚固类结构杆体临界锚固长度问题综合研究——国(境)外相关研究进展

锚固类结构是指注浆锚杆、锚索和土钉一类岩土工程加固支护结构。锚固类结构杆体临界锚固长度是指一定岩土介质中锚固类结构杆体的极限锚固长度,超过此长度,其承载力将不再明显增加;未达此长度,其承载力尚有一定潜力可挖。半个多世纪以来,国(境)外从不同的侧面对临界锚固长度的相关问题进行了研究,但系统的研究仍较为缺乏,直接的研究极为少见,因而此问题尚未真正解决,仍处于局部发现问题局部探讨解决的阶段。

锚杆(索)临界锚固长度和极限锚固力研究进展

临界锚固长度和极限锚固力对于岩土锚固工程设计至关重要。这两个概念彼此相互联系。本文分析了临界锚固长度和极限锚固力的概念,综合论述了近年来临界锚固长度和极限锚固力的研究进展。在此基础上,指出了今后需进一步开展的研究工作:1系统深入研究临界锚固长度问题,给出可确定临界锚固长度的科学方法;2建立合理的锚固段非平均剪应力分布模型,给出实用的基于非平均剪应力分布理论的极限锚固力计算方法。

拉力型岩石锚杆临界锚固长度的试验研究

按照临界锚固长度的理论，通过在低、中和高三种强度的模拟岩体混凝土中锚杆试验，研究了岩石中拉力型锚杆临界锚固长度的试验条件、方法、分析以及临界锚固长度的判别。并且与其他研究成果作了对比分析，结果表明此次试验条件下拉力型岩石锚杆临界锚固长度的存在和其长度，峰值应力转移、零值剪应力转移大体是同时发生的，此时峰值和零值点间的空间距离就是临界锚固长度。

锚杆锚固段设计的一个技术焦点—临界锚固长度不宜作为锚固长度上限

阐述了锚杆锚固长度上限设置的不同观点和做法,分析了以临界锚固长度作为上限的设计方法的缺陷,提出了"合理锚固长度"的概念和设计方法以及较佳锚固长度上限的建议值。

风化岩层锚杆临界锚固长度原位试验研究

通过在大连地区典型的强风化板岩和强化辉绿岩中开展锚杆现场拉拔试验,分析该风化岩层中锚杆锚固段长度对极限抗拔承载力及锚固段与风化岩层界面间剪应力规律的影响,研究了大连地区典型风化岩层锚杆的临界锚固长度。结果表明,强风化板岩和强化辉绿岩界面的剪应力极限值基本一致;试验短锚杆具有较高的承载力,而长锚杆的极限抗拔承载力增加十分有限,仅仅依靠增长锚固段长度来获得更高的极限抗拔承载力是不合理的;锚杆基本试验应充分考虑锚固段长度的影响;实际工程中,强风化板岩和强化辉绿岩的锚杆临界锚固长度可取3.5m和4.0m。本文的研究结论对大连地区及风化岩层地区的锚杆设计,都具有很好的学术研究价值和工程应用价值。

注浆锚杆界面应力分析及临界锚固长度计算

为了明确注浆岩锚在半无限锚固长度下的受力机理,分析了锚杆界面的受力关系,给出相应的锚杆拔出方程.然后假定锚杆弹性部分沿锚固深度方向的剪应力分布呈四分之一椭圆弧,进而给出了注浆锚杆临界锚固长度的计算公式.对4根锚固长度分别为6.0 m和8.5 m的锚杆进行了原位拉拔试验,以验证所给公式的正确性.结果表明,计算得到的轴向应变分布曲线与试验结果一致,轴向应变随着锚固深度的增加呈非线性减小.计算得到的临界锚固长度为5.3 m,与试验结果相差3.6%.最后,通过与前人研究进行比较后发现,本文所给公式具有一般性,且通过本文所给公式计算得到的结果相对保守.

玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆的临界锚固长度计算

考虑到抗浮锚杆的工作机理与抗拔桩相似的特性,基于理想同心薄壁圆柱体剪切模型及抗浮锚杆剪应力分布简化模型,推导出玻璃纤维增强聚合物(GFRP)抗浮锚杆的临界锚固长度的解析式,并以工程实例检验该方法的合理性。研究结果表明:提出的GFRP抗浮锚杆临界锚固长度解析计算方法是可行的,将理论临界锚固长度的2/3作为GFRP抗浮锚杆实际锚固长度参考值,可以在保证承载性能的前提下提高材料利用率。GFRP抗浮锚杆临界锚固长度理论值随锚杆杆体-岩土体弹性模量比值的增大而增大,但在该比例逐渐变大的过程中,临界锚固长度增长幅度逐渐降低。此外,增加杆体半径亦可提高理论临界锚固长度。研究结果可为GFRP抗浮锚杆的推广使用提供理论依据与实践参考。

锚杆临界锚固长度简化计算方法

假定锚固体与周围岩土体之间剪应力呈倒三角形分布,计算出锚固体顶端弹性位移;基于锚杆抗拔承载机制及变形特性分析,锚固体周围岩土体变形分析采用与抗拔桩类似的剪切位移模型,得到锚固体周围紧贴锚固体表面岩土体的位移;然后根据锚固体与周围岩土体之间的位移协调原理,推导出了锚杆临界锚固长度的简化计算公式。工程算例对比分析结果表明,其计算结果与实测值吻合较好,且计算公式简单易记,取值明确,适用于工程设计中估算锚杆临界锚固长度。

基于锚杆拉拔的临界锚固长度测试研究

基于锚杆拉拔锚固段受力分布规律及杆体屈服强度,提出了临界锚固长度的确定方法,并进行了数值模拟和现场拉拔试验进行验证。数值模拟表明,锚固段临界锚固长度是存在的,现场拉拔结果表明,基安达矿回采巷道顶板临界锚固长度为0.9 m以上,帮部临界锚固长度为0.7 m。

地下室抗浮锚索工程临界锚固长度的确定

运用局部变形假定,推导出工程临界锚固长度的数学表达式。结合昆明某地下室抗浮锚索的极限承载力现场试验,得出研究结果:抗拔锚杆(索)最大极限承载力与锚固长度无关;锚固长度增加到一定长度后(临界锚固长度),如果再继续增加,则其承载力提高不明显。

锚固长度对锚杆受力影响分析及其临界值计算

基于锚固界面的一种非线性剪切滑移模型,采用荷载传递方法分析了锚固长度对锚杆受力特性的影响,建立了锚杆临界锚固长度的计算方法,并通过工程案例检验其可行性。结果表明:锚固长度较小时,锚杆荷载-位移曲线为承载力较小的单峰曲线;随着锚固长度的增加,逐渐衍生出一个平缓变化区段;锚固长度越小,界面剪应力分布越均匀,但整体承载力也越小;随着锚固长度增加,界面剪应力分布的不均匀特征逐渐明显,整体承载力也随之提高;锚固长度超过一定取值时,锚固界面软化荷载、抗拔荷载以及整体承载力均趋于定值,与锚固长度无关;计算得到的临界锚固长度与工程实际的锚固长度具有较好的一致性,验证了方法的可行性。

输电线路岩石锚杆基础工程临界锚固长度的研究

基于荷载传递理论推导了岩石锚杆基础的工程临界锚固长度的解析计算公式,给出了相关计算参数的经验取值范围。现场真型试验结果表明:随着锚杆长度的增加,锚杆轴力快速衰减,沿埋深并非均匀分布;当锚杆达到一定长度后,再单纯依靠增加锚杆长度提高极限抗拔承载力效果甚微。现场试验还验证了解析计算公式的合理性,建议在输电线路岩石锚杆基础设计时,对锚杆基础长度取工程临界锚固长度为最佳长度。

土中锚杆临界锚固长度的试验研究

基于近几年来关于临界锚固长度理论,研究分析了黄土中拉力型和压力型锚杆临界锚固长度的试验条件、方法、结果和判别临界锚固长度的方法,并且与其他研究成果作了对比分析。结果表明,此次试验条件下拉力型和压力型锚杆临界锚固长度的存在和其长度,以及锚杆锚固段第一和第二界面局部破坏转移、峰值剪应力转移、零值剪应力转移大体是同时发生的,此时峰值和零值点间的空间距离就是临界锚固长度。

拉力型岩石锚杆临界锚固长度的试验研究

按照临界锚固长度理论,通过在低、中和高3种强度混凝土中不同长度锚杆的拉拔试验,研究了岩石中拉力型锚杆临界锚固长度的试验条件和方法,并且与其他研究成果相结合,进一步分析了临界锚固长度的试验和判别方法。此次试验结果表明:峰值应力转移、零值剪应力转移大体是同时发生的,此时峰值和零值点间的空间距离就是临界锚固长度。拉力型岩石锚杆临界锚固长度是普遍存在的,而且在试验条件都一致时,可以按照本文的试验方法测得相同的临界锚固长度安全值,并且采用此值为依据进行工程设计是科学合理的。

拉拔承载锚杆合理锚固长度的确定

以锚杆弹性极限承载力公式为基础,分析推导锚杆锚固长度临界值la和界面剪切刚度K1的计算表达式。通过极限承载力与锚固长度的关系曲线进一步探究锚杆合理锚固长度l’a,并结合一个具体实例对计算公式的合理性进行验证。结果表明:在一定锚固范围内,锚杆承载力与锚固长度为正相关关系,但当锚固长度达到临界值时,拉拔力达到最大值,其不再随锚固长度的增加而增大;界面剪切刚度、等效弹性模量、锚杆孔径与锚杆锚固长度临界值有直接关系,其中界面剪切刚度与锚固长度临界值为负相关,等效弹性模量和锚杆孔径与其为正相关;推导的理论计算公式可用于计算锚杆临界锚固长度和合理锚固长度,根据推导结果应取临界锚固长度的0.5倍作为合理锚固长度,此时锚杆能够承担较大荷载,接近极限拉拔力,可以在充分利用锚杆的条件下改善经济效益。