基于外锚头段切向刚度的在役锚索预应力测试方法研究

为掌握在役预应力锚索的预应力状态,基于切向刚度理论,考虑工作状态下预应力锚索外锚头段结构传递效应,建立一种新的锚索预应力测试模型,并采用静载与动载试验进行验证。模型将外锚头段锚具与锚垫板间粗糙接触界面简化为锚固-接触模型,基于Hertz接触理论及GW统计接触模型,将锚索预应力的测量转化为对接触面切向接触刚度的识别,利用测量得到的切向荷载与切向位移,给出确定性的外锚头段切向刚度与锚索预应力值计算公式。静载与动载验证试验表明,得到的切向刚度与预应力试验值与理论值的平均相对误差为7.41%,使用弹性波为检测媒介得到的切向刚度与预应力试验值与理论值的平均相对误差也在10%之内,证实外锚头锚固-接触模型的正确性与切向刚度测力方法的可行性。该测试方法为在役锚索预应力检测提供了一种新的有效且无损的检测手段。

边坡加固中预应力锚索方向角的优化设计

提出了考虑坡面与滑面倾角影响的计算预应力锚索方向角的新方法,原有的不考虑坡面与滑面倾角影响的锚索方向角计算方法是推荐方法在坡面与滑面平行条件下的一个特例。根据锚索的运用目的、施工条件和结构要求,给出了最优锚索方向角的取值范围,比较了两种方法的锚固效果,理论和算例都证明推荐方法优于原有方法。计算结果表明,坡面与滑面的倾角差(绝对值)愈大,滑面摩擦角愈小,新老方法的锚固效益比愈大。新方法特别适用于采用大量锚索加固边坡的情况。

岩质边坡与锚喷支护结构相互作用的数值分析

以三峡库区湖北省秭归县高切坡防护工程项目为背景,针对不同类型岩体结构,运用大型有限元分析软件ANSYS,分别建立了全长粘结型锚杆—喷层—岩体相互作用有限元模型和自由段无粘结型锚杆—喷层—岩体相互作用有限元模型。对比分析结果表明:全长粘结型锚杆的自由段注浆能分担相当一部分侧向岩土压力,减轻锚喷面层受力。建议引入折减系数"k"对按现行规计算的岩石侧压力予以修正,并以此作为锚喷面层的设计荷载。给出了全长粘结型锚杆外锚头锚固长度的计算公式。