拉力型锚索锚固段周边岩体的应力分布

采用弹性空间体内部一点受集中力的 Kelvin 解,推导了拉力型锚索锚固段的附加应力和位移分布的理论公式,并依此推出了锚固段周边的剪应力分布公式。在此基础上,讨论了锚固体、岩土体的力学参数对附加应力、位移和剪应力的影响。结果表明,锚固段周边岩体中的正应力场和位移为锥形,在锚固段的起始点上部形成了压应力场,下部为拉应力场,并以力的作用点为中心快速衰减。锚固段周边剪应力形成了一个锥面,并随远离作用点快速衰减。

拉力型锚索锚固段剪应力分布的高斯曲线模式

拉力型锚索、锚杆之锚固段的剪应力是非均布的 ,剪应力分布曲线是以 0为渐进线的单峰曲线。对不同工程类型的锚索、锚杆的实测数据的拟合表明 ,用三参数的高斯曲线来描述锚固段剪应力分布曲线较为贴切 ,并导出了曲线的极值、拐点、积分等特征值 ,讨论了锚固段的有效长度及其安全储备。

拉力型锚索极限承载力的解析解与试验研究

针对拉力型锚索锚固岩体的破坏形式,结合拉力型锚索作用下岩体破坏面方程,采用Mohr-Coulomb强度准则,对破坏区岩体的极限平衡状态进行研究。以此为基础,推导基于岩体破坏面方程的拉力型锚索极限承载力的解析解,并分析破坏面形状与锚索几何参数对极限承载力的影响,与拉力型锚索的试验成果进行对比分析。研究结果表明:采用拉力型锚索的解析表达式可以较合理地估算拉力型锚索的极限承载力;基于围岩体破坏的锚索承载力与其破坏面形状有关,对于锚固段存在结构面或滑动面的锚索,需对锚索基于围岩体破坏的承载力进行验算。

应用于滑坡的拉力型锚索失效机理

拉力型锚索常用于公路边坡支护工程中,在进行锚固体的结构设计时,注浆体与岩石粘结界面的强度往往被高度关注。在广泛调研西南山区失稳破坏的公路边坡时发现,拉力型锚索最为薄弱的部位并非注浆体与岩石粘结界面。因此,设计11种不同配合比的注浆体,将80根拉力型锚索锚固在软岩及硬岩中,采用拉拔试验对锚索的破坏模式进行研究。结果表明:拉力型锚索常见的破坏模式是钢绞线与注浆体之间的脱粘破坏。选择合理的力学计算模型,获得内锚固段两个粘结界面的应力分布弹性解,分析表明:钢绞线与注浆体粘结界面的峰值应力位于锚孔孔口处,应力分布不均匀程度高,致使孔口处的钢绞线注浆体粘结界面首先发生脱粘破坏,脱粘界面以渐进的方式向内锚固段末端传递,最终导致钢绞线从注浆体中旋转拔出。建议上述研究成果在以后的规范修订和锚固工程设计时引起足够的重视。最后,给出了一个钢绞线与注浆体脱粘破坏的工程实例。

压力型和拉力型锚索锚固作用的原位试验研究

在泥岩地层中对比进行了4根压力型和拉力型锚索结构的原位试验．分析了各级荷载锚固作用下锚头位移随锚固力的变化情况，研究了两种锚索结构的锚固效应和加载性能。试验结果分析表明．压力分散型锚索通过承载板实现荷载的传递和扩散．可使其围岩因围压提高而表现出较高的抗压和抗剪能力．其破坏形式表现为渐近的塑性破坏．在加载后期还呈现出“加载能力强化”的特性。而拉力型锚索的破坏则表现为突然性和整体性破坏．其破坏荷载仅为压力型锚索塑性破坏荷载的69％～86％。因此．压力型锚索的受力结构比拉力型锚索更为合理，其承载力较高．也更加安全可靠．

压力分散型锚索与拉力型锚索的比较——再论新型锚索结构系列及工程应用

自从对锚索类型按内锚固段受力状态科学地分为:拉力型、压力型、荷载分散型;荷载分散型又分为:拉力分散、压力分散、拉压分散型以来,引起岩土锚固工程界技术人员的极大关注,并广泛采用荷载分散型锚索对高速公路边坡、路基以及深基坑支护等复杂地基的加固工程中取得了可喜的成果。当然,对于承载力高的岩体边坡、坝基、洞室加固及抗浮工程,对各种构造物的锚固工程中荷载分散型锚索也不能不说是最佳的选择。本文介绍近年来大量采用荷载分散型锚索结构取代以往常用的拉力型锚索的工程实例,特别是通过对压力分散型锚索与拉力型锚索受力状态的分析比较以及各种功能的优势,肯定其结构的合理性、良好的防护措施、可靠的锚固效果以及方便的工艺,经济的造价,说明新型锚索结构取代拉力型锚索的必然性,这无疑将是岩土锚固界的一场技术革命。

拉力型锚索锚固段长度设计方法研究

通过对拉力型锚索破坏模式进行分析,研究拉力型锚索极限抗拔力的计算方法,得出相应的计算公式。在已有的经验基础上建立计算准则,提出相应的锚固段长度设计方法。最后,以工程实例说明了锚索有效锚固段长度及锚固段设计长度的计算方法。

压力分散型锚索与普通拉力型锚索的对比

通过三福高速公路SA13合同段K248+230～334右侧三级边坡护坡工程施工实践,从受力原理、杆体材料、锚索结构、理论伸长量的计算、张拉程序等方面对压力分散型锚索与普通拉力型锚索进行了对比,分析了二者的差异。

拉力型锚索在黄土层中的荷载传递机理

在前人研究成果与合理的假设的基础上,分析拉力型锚索在黄土地区的荷载传递机理,得到黄土地层中拉力型锚索的临界锚固段长度理论计算公式,并分析各参数变化对临界锚固段长度的影响规律.依据现行规范要求,试验验证黄土地区深基坑桩锚支护体系临界锚固段长度理论公式的合理性.实测数据分析表明,在黄土地层条件下,通过锚索锚固段的合理设置,其锚固段极限黏结强度取值可高于现行规范推荐值.试验锚索的荷载位移曲线验证了黄土地层中拉力型锚索的不同受荷服役工况和荷载传递变化情况,反映了各级张拉荷载下锚索的工作状态.研究成果可为黄土地区拉力型锚索的设计及现场试验提供指导.

拉力型锚索在江平河水电站边坡支护工程中的应用

江平河水电站边坡地质条件复杂,加上强降雨已造成多处大滑坡,为保证左右两岸高边坡的整体稳定及进场公路不被毁坏,两岸采用了拉力型锚索来对不稳定的边坡进行支护,以此来提高边坡的稳定性。介绍了拉力型锚索的结构构造及施工工艺流程等。

拉力型锚索预应力损失测试与分析

以高速公路边坡锚固工程为例，通过拉力型预应力锚索预应力损失测试及成果分析.揭示预应力损失主要特征和减少预应力损失的措施，为锚固工程设计和施工提供反馈资料.

拉力型锚索预应力损失机理分析及防治技术研究

预应力锚索是一种主动支护结构,通过主动施加预应力,压缩土体,改善岩土性能,提高其抗剪强度,充分发挥其自稳潜力,有效控制结构变形。近年来,预应力锚索技术发展突飞猛进,应用日趋广泛,然而因锚索预应力损失而导致的损失或引发的事故屡见报端、触目惊心,必须予以高度关注。本文在以前人对锚索预应力损失的研究为支撑,进一步探索预应力损失的关键因素,提出防治措施,增强预应力锚索的可靠性、安全性与稳定性。

拉力型锚索在江平河水电站边坡支护工程中的应用

江平河水电站边坡地质条件复杂，加上强降雨已造成多处大滑坡，为保证左右两岸高边坡的整体稳定及进场公路不被毁坏，两岸采用了拉力型锚索对不稳定的边坡进行支护，以此提高边坡的稳定性。介绍了拉力型锚索的结构构造及施工工艺流程等。

普通拉力型锚索与压力分散型锚索的比较分析

从工作原理、张拉程序、理论伸长量和经济指标等角度探讨分析普通拉力型锚索与压力分散型锚索的差异,结果表明压力分散型锚索在经济、受力改善等方面较普通拉力型锚索更优,分析结论可供高边坡锚索施工参考。

单一地层拉力型锚索的设计方法研究

文章首先以岩石、硬土、软土这三种常见的地层为例,利用三阶段线性模型的解析解对平均摩阻力进行研究,在原有极限承载力计算公式的基础上,运用等效替代的方式,利用有效锚固长度和平均剪应力推导出了新的极限承载力的计算公式。并提出了影响锚杆(索)长度设计的主要因素是土层特性,以确保锚固段设计在满足工程使用功能的情况下所具有的安全性与经济性。

孔道弯曲条件下拉力型锚索锚固段剪应力分布弹性理论分析

随着预应力锚索设计长度的增大,由于地质因素及施工技术的因素造成锚索孔道偏离设计的直线状态,形成具有一定曲率的曲线状态。为探讨拉力型预应力锚索锚固段弯曲条件下剪应力的分布,采用二维弹性理论方法,推导出了解析计算公式,得到锚索锚固段弯曲平面上的最内侧和最外侧的两条曲线上的剪应力分布情况。通过实例计算发现,与锚索孔道直线情况下剪应力分布相比,锚固段弯曲条件下内曲线的剪应力最大值比孔道直线状态时约增大2倍,外曲线的剪应力约为孔道直线状态时的50%,并且在外曲线上出现了约10 cm长度的反方向剪应力。可见,由于孔道弯曲造成了锚固段剪应力分布的不均匀,更易造成锚索内部结构的破坏。

孔道弯曲条件下拉力型锚索锚固段受力特征模型试验研究

预应力锚索技术作为一种有效的加固技术广泛地应用于各类工程中。由于地质因素和技术因素的影响,锚索在实际工程施工中极其容易发生钻孔偏斜或孔道弯曲等问题,尤其是在大吨位-超长孔深锚索钻孔中该问题尤为突出。为得到孔道弯曲情况下锚索的受力特征,开展了孔道弯曲条件下的室内足尺模型试验,用一定强度的混凝土来模拟岩体,并且预埋具有一定弧度的锚索构件,通过分级张拉预应力锚索来测量在受力过程中孔道弯曲情况下锚索锚固段剪应力、轴力等分布情况,并与孔道直线状态下受力特征进行了对比。试验结果表明,孔道直线状态时锚索锚固段内外两侧剪应力的分布规律与孔道弯曲情况下并不完全相同,在同级荷载张拉时,锚固段弯曲内侧剪应力比外侧剪应力值大;轴力沿锚索长度方向由大变小,直至为0;锚索围岩压力在注浆体内外两侧变化规律基本相同,但孔道内侧受压,外侧受拉。

拉力型和压力型自由式锚索现场拉拔试验研究

通过现场拉拔试验的方法,给出岩质边坡体内拉力型和压力型自由式锚索注浆体与孔壁间的剪应力分布曲线及拉力型锚索钢绞线与注浆体间剪应力分布曲线,获得剪应力沿锚固段长度的分布规律。试验结果表明,对于拉力型锚索,注浆体与孔壁间的剪应力峰值要小于注浆体与钢绞线间的峰值,但剪应力分布长度要长,峰值剪应力出现点后移;无论是何种自由式锚索,剪应力在注浆体与孔壁间的分布都是很不均匀的,峰值剪应力在锚固段出现的部位不同。在相同的荷载作用下,压力型锚索的剪应力峰值大,分布长度短,衰减快。随着锚索荷载的增大,拉力型锚索锚固段的有效长度增加明显,而压力型锚索剪应力峰值增加明显。拉力型锚索的承载力是一定的,当需要提供较小的锚固力时,常采用该种型式的锚索,其施工关键是要保证注浆体的长度;压力型锚索的承载力与承压锚固段分级的数量成正比,当需要提供较大的锚固力时,需采用压力分散型的锚索,其施工关键是要保证注浆体的饱满程度,避免注浆体的收缩。

拉力集中全长黏结型锚索长期耐久性研究

拉力集中全长黏结型锚索曾在我国重大水电工程中得到广泛应用,针对这些用作永久支护的锚索工程使用寿命以及是否会有一天成为工程的"定时炸弹"的问题,通过现场开挖一根在漫湾水电站左岸边坡服役20 a的锚索,对这一问题进行初步讨论。结合开挖试验成果,从锚头锈蚀特征、钢绞线缩进量、水泥砂浆防锈效果、内锚固段特征以及钢绞线化学和力学性质变化等方面,对拉力集中全长黏结型锚索的长期运行效果进行综合评价。得到如下结论:(1)全长黏结型锚索对于锚头锚具的要求较低,该工艺锚索在任何一个位置发生损坏断裂后,都将不至于由于一处的损坏而导致锚固工程整体的破坏;全长黏结可以有效地阻止锚索失效链条的进一步发展;(2)水泥砂浆可以起到很好的防锈效果,但对于锚头位置仅采用混凝土浇筑的防锈工艺并不能达到理想的效果;(3)开挖锚索内锚固段未发现任何横向裂纹,证明在适当的预应力范围内水泥砂浆可以达到较好的锚固效果;(4)开挖锚索服役20 a后,钢绞线的化学成分和力学性质均未发生明显变化。

拉力集中型锚索作用效果的数值模拟分析

通过FLAC3D程序,用实体单元模拟了岩体和砂浆体,用结构单元来模拟锚索,对锚索施加预应力时采用的建模方法是在边坡和锚索间建立刚性连接,代替在锚头的位置施加均布力的方法,建立预应力锚固数值仿真模型。通过模拟试验,分析了岩体单元以及砂浆体单元的应力云图等,更加清晰地显示了拉力集中型预应力锚索作用下岩体沿锚索轴向的应力、砂浆体应力分布等情况。