隧道玻璃纤维锚杆全断面预加固技术的应用研究

隧道玻璃纤维锚杆全断面预加固技术,以目前欧洲流行的A.DE.CO-RS工法为理论基石。该法认为,掌子面前方的"待挖核心体"是控制隧道整体稳定性的关键,特别是在破碎、松散的软弱围岩中,运用玻璃纤维锚杆来控制"待挖核心体"的变形,等效提高了"待挖核心体"的形变刚度,使得隧道周边的拱效应能自然发挥作用,从而保证隧道能够全断面安全、顺利开挖掘进。文章介绍了玻璃纤维锚杆全断面预加固技术的一些基本概念,并运用有限元软件对该法施工的隧道进行了三维数值模拟,结果显示玻璃纤维锚杆全断面预加固"待挖核心体"能有效抑制因开挖引起的地层形变,促使"拱效应"在开挖轮廓周边能自然起作用。同时,文章还介绍了玻璃纤维锚杆全断面预加固的具体工艺操作流程,为该法在我国的应用、推广提供了一定的理论支持。

昔格达组地层大断面隧道掌子面玻璃纤维锚杆加固参数研究

昔格达组地层水稳性差,遇水后岩体工程性质迅速劣化,在该地层中修建隧道易产生围岩大变形、掌子面坍塌等灾害。文章基于岩土控制变形分析法,以成昆铁路桐梓林隧道为例,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对昔格达组地层大断面隧道掌子面采用玻璃纤维锚杆加固的参数进行了研究,确定了锚杆的加固密度为0.65根/m^2;建立了昔格达地层隧道掌子面失稳破坏模式,由其纵向破坏深度确定了锚杆加固长度的合理取值范围为8～11 m;通过掌子面前方塑性区分布深度确定了锚杆的搭接长度为4 m。

基于玻璃纤维锚杆微应变测试的软岩隧道松动圈测试技术及应用

为解决软弱破碎围岩地层隧道松动圈测试的难题,分析现有松动圈测试技术现状,以全长黏结型玻纤锚杆为载体,提出一种适用于破碎软岩隧道的围岩松动圈测试技术。该测试技术以锚杆微应变变化趋势为基础,结合锚杆中性点理论,可大致确定围岩松动圈范围。将该技术应用在大(理)临(沧)铁路杏子山隧道破碎炭质板岩大变形地段进行验证,结果表明:全长黏结型玻璃纤维锚杆在松动区可与软弱破碎围岩有效协调变形,锚杆微应变变化趋势与中性点理论相符,采用锚杆微应变变化趋势表征围岩松动圈范围合理可行。同时该技术测试精度可通过调整沿锚杆长度粘贴应变片的密度来控制,有效弥补传统物探松动圈测试技术对岩体要求高的问题,在软弱破碎围岩地层中具有较好的操作性和适用性。

玻璃纤维锚杆注浆加固掌子面效果研究

通过abaqus有限元方法模拟长江中下游地层和地质条件下破碎围岩浅埋隧道开挖过程,对加筋玻璃纤维锚杆注浆技术加固掌子面前后分别建立模型并进行对比分析强化结果,研究表明:玻璃纤维锚杆注浆加固能较大程度提高掌子面前方核心岩土体的黏聚力c、内摩擦角φ、弹性模量E和抗剪强度τ,加固后地表沉降减少了约20%,拱顶沉降量减少20%,掌子面纵向位移约30%,水平收敛减小10%,有效提高长江中下游地层和地质条件下破碎围岩浅埋隧道掌子面及其周围围岩的稳定性。

隧道掌子面玻璃纤维锚杆加固作用效应试验研究

武广高速铁路浏阳河隧道围岩为具微膨胀性泥质粉砂岩,施工浅埋穿越敏感建筑群、机场高速、浏阳河河底等,为有效控制洞内位移及地表变形控制,采用玻璃纤维锚杆对特殊地段掌子面前方围岩进行预加固,以确保施工安全。为研究玻璃纤维锚杆加固作用效应,验证选取的施工参数的合理性及支护体系的可靠度,通过数值模拟分析、室内模型试验等方法,获得了隧道掌子面玻璃纤维锚杆作用围岩应力、位移规律及地表沉降变形规律,为优选施工参数提供依据。

声频应力波法检测土遗址加固用玻璃纤维锚杆锚固质量初探

土遗址锚杆锚固质量一直是土遗址加固工程中关注的重点问题。目前,土遗址领域均采用具有破坏性的拉拔试验对其进行检测。基于土遗址的文物属性,本研究尝试利用无损检测技术评价土遗址加固用玻璃纤维锚杆的锚固质量。通过锚杆无损检测仪与拉拔仪分别对甘肃省红沙堡遗址与永泰城址加固工程中的玻璃纤维锚杆锚固系统进行检测。比较实际测量杆长与仪器测量杆长结果,得出杆长指标可以判断无损检测仪所测结果的真实性。无损检测仪得出的检测波形衰减规律显著,对比相应锚杆的拉拔试验的评价结果,证实了声频应力波法在土遗址玻璃纤维锚杆锚固系统无损检测中的适用性。本研究结果将为评价土遗址加固用玻璃纤维锚杆锚固质量提供可靠的依据。

软岩隧道掌子面玻璃纤维锚杆加固参数研究

新意法的核心思想是通过调节超前核心土的强度和刚度来控制围岩变形。通过数值计算方法模拟掌子面玻璃纤维锚杆加固参数(加固长度、搭接长度、加固范围)在软岩隧道变形中的作用,得出软岩隧道的变形规律。结果表明:(1)加固超前核心土能有效控制隧道变形;(2)根据隧道预收敛变形可以确定锚杆长度,根据掌子面失稳机理和破裂面的深度可以确定锚杆最小搭接长度;(3)在隧道变形允许情况下,可以对掌子面加固范围进行优化,仅加固掌子面中心部位。

采用玻璃纤维锚杆预加固掌子面软弱岩体的有限元分析和工程应用

新意法的核心是通过对隧道掌子面前方核心岩体的预加固,控制掌子面水平挤出变形,确保掌子面的稳定,最终实现隧道的全断面开挖。玻璃纤维锚杆以其易于切削的优点成为新意法隧道的掌子面预加固主要方法之一。如何确定锚杆的加固密度、锚杆长度、锚杆的搭接长度和锚杆布置是设计和施工上的关键问题。针对浙江奇坑隧道的新意法施工,本文采用三维有限元数值模拟方法,针对新意法各施工工况进行计算分析,得到了锚杆密度、锚杆长度和锚杆搭接长度与掌子面挤出变形的关系;本文提出了采用隧道掌子面挤出变形的控制值作为隧道掌子面稳定性的评价依据,根据挤出变形的控制值来确定锚杆的相应设计参数;文章最后将现场监测结果和计算结果进行了比较分析,分析表明:计算和监测结果相当吻合,计算结果对施工具有实际指导意义。相信本文提出的论点和方法可供类似工程参考借鉴。

隧道玻璃纤维锚杆全断面预加固机理与应用

在隧道开挖过程中,围岩应力重分布是一个三维过程,掌子面前方的“待挖核心体”的形变响应与洞室的收敛存在密切联系,“待挖核心体”的岩性决定了开挖后的围岩能否自然成拱。因此,对于不能自然成拱的破碎、软弱围岩常采用玻璃纤维锚杆对隧道掌子面进行全断面预加固。文章通过对不同工况下的玻璃纤维锚杆全断面预加固进行模拟分析,得到了隧道开挖过程中掌子面位移变形随开挖进程的变化规律,以及衡量玻璃纤维锚杆全断面预加固效果的位移指标。基于典型软弱围岩条件下的铁路隧道工程实例,结合多种工况条件,给出了玻璃纤维锚杆的优化设计参数和施工方案,可为同类工程提供借鉴。

玻璃纤维锚杆预加固技术在隧道中的应用研究

以阿尔及利亚55 km铁路甘塔斯长大隧道出口泥灰岩挤压褶皱带施工为背景,针对掌子面易挤出变形坍塌的特殊地质的防治,结合现场施工方法,通过玻璃纤维锚杆加固掌子面后采用全断面液压破碎锤开挖作业,有效避免开挖后掌子面失稳造成的坍塌等灾害发生,施工安全性大大提高;同时全断面开挖能够采用大型机械作业,有效提高施工工效;论证了玻璃纤维锚杆对于高地应力、强膨胀泥灰岩层间挤压褶皱带中的隧道施工具有较好的适应性。

隧道初期支护中的玻璃纤维锚杆的力学分析

运用有限元软件分别分析了传统的钢锚杆、玻璃纤维锚杆作为系统锚杆后的隧道初期支护的力学行为,得出了相关的力学参数,从而达到了两种不同锚杆进行力学对比的目的,并说明了玻璃纤维锚杆取代传统锚杆在力学上的可行性。

玻璃纤维锚杆在基坑支护中的应力分布规律

为深入研究玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer,GFRP)锚杆代替传统钢筋锚杆作为支护结构应用于基坑工程的可行性,通过现场拉拔试验探究了GFRP锚杆应力沿杆体的分布规律,通过有限元分析研究了不同参数的影响规律,并为提高GFRP锚杆在基坑工程应用的可行性,进一步探讨了常见锚具失效的机理,开发设计了新型锚具。结果表明:GFRP锚杆在拉拔过程中,轴力沿锚杆杆体呈指数型衰减,最后趋近于零,存在一个临界锚固深度,大部分轴力作用范围为0~4 m;剪应力分布具有峰值点,大致位于离端口0.5 m处,最大剪应力峰值为2.27 MPa,剪应力发挥的主要区间为0.5~3.5 m;轴力分布范围扩大的速率远小于拉拔荷载增加的速率,当荷载增加到极限荷载的50%时,应力分布范围趋近于最大传递距离;上覆压力变化对锚杆轴力传递范围没有明显影响;当黏聚力和内摩擦角增加到一定值时,对锚杆轴力影响开始下降;新型GFRP锚具能有助于GFRP锚杆发挥出其强抗拉特性,具有良好的工程应用价值。

玻璃纤维锚杆在水工隧洞工程中的应用与效果评价

玻璃纤维锚杆相对于普通钢筋锚杆具有强度大、成本低、耐腐蚀性等诸多优势,具备水工洞室工程支护的可行性。文章以白石输水隧洞为例,通过理论研究和工程试验相结合的方式,分析了玻璃纤维锚杆在输水隧洞支护工程中的应用并提出了具体的工艺参数和流程。现场试验结果显示其抗拉拔力满足工程设计要求,并由较大的冗余量,支护材料与围岩变形之间具有良好的协调性,可以有效控制围岩变形,可以在支护工程中选用。

玻璃纤维锚杆在隧道加固技术中的应用

结合玻璃纤维锚杆性能特点,对其进行了一系列力学实验,分别论述了各力学指标在试验前后变化情况,并运用有限元软件对玻璃纤维锚杆加固隧道围岩进行了数值分析,结果表明,玻璃纤维锚杆加固隧道围岩效果显著,能明显改善围岩的塑性区以及减小隧道的收敛变形。

玻璃纤维锚杆预加固技术在隧道中的应用研究

以阿尔及利亚55公里铁路甘塔斯长大隧道出口泥灰岩挤压褶皱带施工为背景,针对掌子面易挤出变形坍塌的特殊地质的防治,结合现场施工方法,通过玻璃纤维锚杆加固掌子面后采用全断面液压破碎锤开挖作业,有效避免开挖后掌子面失稳造成的坍塌等灾害发生,施工安全性大大提高。同时全断面开挖能够采用大型机械作业,有效提高施工工效。论证玻璃纤维锚杆对于高地应力、强膨胀泥灰岩层间挤压褶皱带中的隧道施工具有较好的适应性。

隧道初期支护中的玻璃纤维锚杆的力学分析

隧道工程的初期支护中涉及到大量的锚杆。由于地下工程所处的地质、水文条件的复杂性，应用传统的钢锚杆在耐久性方面有一定的局限性．而我国当前修建的大量隧道工程绝大部分是“百年工程”，因此有必要从锚杆材料的耐久性角度，进行相关的研究工作。隧道玻璃纤维锚杆因其具有轻质、高强、耐腐蚀、不导电等优良特性，有取代钢锚杆的潜在优势。文章运用有限元软件分别分析了传统的钢锚杆、玻璃纤维锚杆作为系统锚杆后的隧道支护的力学行为,得出了相关的力学参数，从而达到了两种不同锚杆进行力学对比的目的，说明了玻璃纤维锚杆取代传统锚杆的力学上的可行性。

玻璃纤维锚杆在隧道中的应用

以阿尔及利亚55公里铁路项目的甘塔斯特长隧道为例,针对该隧道围岩稳定性差等特点,对该隧道中的不良地质段,采用玻璃纤维注浆锚杆对隧道掌子面正前方进行预注浆加固,系统地探讨了玻璃纤维注浆锚杆的具体实施过程,为同类工程提供参考借鉴。

玻璃纤维增强聚合物锚杆承载特征现场试验

锚杆支护方法在岩体加固工程中应用广泛,锚杆作为支护结构的核心应具有足够的安全度和耐久性。由于钢材易腐蚀,钢锚杆的耐久性受到质疑。玻璃纤维增强聚合物锚杆是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新型加固材料,具有较好的力学性能和耐腐蚀性能,用其代替传统钢筋用于边坡加固可以较好地解决锚杆耐久性问题。现场试验采用千斤顶施加拉拔荷载,用锚杆应力计和分布式光纤BOTDR技术测量锚杆应力,研究不同荷载条件下玻璃纤维增强聚合物锚杆的承载力特征及分布规律,为玻璃纤维增强聚合物锚杆用于永久加固工程的可行性研究提供基础资料。

全长黏结玻璃纤维增强聚合物锚杆破坏机制拉拔模型试验

玻璃纤维增强聚合物是一种由树脂基体和玻璃纤维复合而成的新材料,具有抗拉强度高、耐腐蚀、自重轻等优良特性,其取代钢筋用于岩土工程的趋势在逐年增长,玻璃纤维增强聚合物锚杆也是一种新的正在探索的应用形式。为研究玻璃纤维增强聚合物锚杆用于永久加固工程的可行性,需要在玻璃纤维增强聚合物筋材的抗拉、耐腐蚀、蠕变性能等方面进行系列试验,通过拉拔模型试验的方法研究全长黏结玻璃纤维增强聚合物锚杆结构的破坏机制。共设计制作3个锚杆结构模型,进行3次2个构件的并行破坏性试验,根据试验发生的现象和分析试验测试数据得到的结果,肯定玻璃纤维增强聚合物锚杆拉拔试验模型的合理性,说明砂浆体强度与锚杆的应力传递深度的关系,指出玻璃纤维增强聚合物螺纹锚杆剪应力的峰值特征和随荷载增加的变化趋势,结合砂浆体内的应力分布特征,充分论证玻璃纤维增强聚合物螺纹锚杆结构的可能的破坏形式和破坏机制,在砂浆体强度较高的情况下,可能发生锚杆的拉断破坏,也可能发生剪切破坏,轴向拉应力先达到锚杆的抗拉强度则会在自由段发生拉断破坏,最大剪应力先达到纤维丝的抗剪强度则会在锚固段内先发生剪切破坏。

新型玻璃纤维增强塑料砂浆锚杆的黏结性能试验研究

锚杆广泛应用于隧道、边坡、地下硐室开挖及支护工程中。通过锚杆的支护加固,岩土体的强度和稳定性能够得到显著的改善和提高。传统的钢锚杆在不良地质条件下存在锈蚀严重的缺点,给支护结构的安全性和耐久性带来严重威胁。玻璃纤维增强塑料具有轻质、高强、耐腐蚀等优良特性,是代替钢筋制作锚杆的理想材料之一。在经典拉伸试验模型的基础上,结合锚杆本身的受力特性,建立一种改进的拉伸试验模型,并且根据此试验模型,对直径分别为10,13,16 mm的表面经过喷砂和缠绕纤维束处理的玻璃纤维增强塑料锚杆,以及直径为25 mm的螺纹钢进行拉伸试验,试样的总数量为24组。试验采用强度等级为C60的混凝土模拟岩体,并采用强度等级分别为41.5,55.5 MPa的砂浆作为锚固剂。在试验结果基础上,对玻璃纤维增强塑料锚杆的拉拔破坏模式、临界黏结长度、拉拔承载力、平均黏结强度以及与钢锚杆拉拔性能的比较进行研究讨论,对砂浆锚固玻璃纤维增强塑料锚杆的黏结性能进行系统全面的分析评价,为推广玻璃纤维增强塑料锚杆的工程应用、相关规范的制定,以及进一步研究工作提供一定数据储备和理论支持。