上拔荷载作用下装配式输电线路岩石群锚基础受力特性研究

为解决传统岩石群锚基础材料耗量大、运输不便的问题,提出一种新型装配式输电线路岩石群锚基础。采用有限元方法建立新型群锚基础的三维精细化数值模型,研究上拔荷载作用下群锚基础受力特性,分析锚杆间距、长度及直径等参数对新型群锚基础锚杆内力的影响规律。结果表明:锚杆内力在钢骨架连接处最大,随深度增加逐渐减小;锚杆距群锚基础形心越远,其内力越大;锚筋长度相同时,随着锚杆间距的增大,锚杆内力呈逐渐变小的趋势,而锚筋长度及直径对内力的变化影响较小。将数值计算结果与规范计算结果进行对比发现:处于与水平荷载方向相反且与群锚中心相距最远的两根锚杆的规范计算结果与数值计算结果吻合度高,其余锚杆两种计算结果的吻合度相对较低。

抗浮锚杆的群锚效应合理设计探讨

针对现行相关的规范、规程、图集中抗浮锚杆在呈整体破坏时,群锚效应计算公式不统一的现状,对各计算公式中进行了对比,并对公式中的参数选用条件做了分析,指出相关规范中群锚效应计算存在的偏不安全隐患,在锚杆位于土层、全风化岩及强风化岩时,锚杆极限抗拔承载力标准值计算值偏大,并利用实际工程算例模型进行计算论证。对抗浮锚杆的群锚效应合理设计提出了有益的建议。

基于ABAQUS群锚锚栓锚固效果影响模拟分析

旧桥体外预应力加固是一种重要的桥梁加固方式,随着体外预应力在加固方面的广泛应用,为了能够较为准确地确保其加固效果,其锚固端锚固系统锚栓受力分析显得尤为重要。通过ABAQUS/Explict建立3D锚栓锚固系统模型,并通过对不同有效锚固深度及锚栓间距下锚栓应力结果进行分析,从而可得出较为合理的有效锚固深度及锚栓间距,研究方法与结果可对工程实践提供一定的指导与借鉴。

砂土中群锚锚周土体变形特性模型试验研究

群锚是常见的基础形式应用较为广泛,由于群锚之间的相互作用,群锚上拔过程中锚周土体的变形破坏机制比较复杂。采用非接触式数字图像相关方法(DIC)对群锚上拔过程开展模型试验研究,分析了群锚上拔过程中上拔力-位移关系曲线特征和锚周土体变形破坏机制。试验结果表明,密实度和埋深对群锚上拔力-位移关系曲线特征具有显著影响,在相同密实度、相同埋深率下浅埋与深埋群锚与同条件下的单锚具有相似的上拔力-位移关系曲线特征;群锚抗拔承载力具有明显的叠加效应,且砂土密实度、埋深和锚间距等参数因素对群锚效应具有显著影响。通过变形场的研究,得出了砂土密实度、埋深以及锚间距对群锚效应的影响规律。

群锚加固机理与效果数值仿真试验研究

在“单锚的力学模型与数值试验分析”的基础上，应用引进的大型岩土工程数值仿真分析软件，对群锚的机理与加固效果以及影响因素进行了系统的数值仿真试验研究；并应用多种岩体力学理论对数值试验验证的群锚加固机理进行了解释与分析；对岩体变形模量、砂浆强度、岩体C、φ值、预应力吨位、群锚间距等重要参数对锚固效果的影响作了有意义的分析与探讨。

预应力群锚加固机理数值试验研究

应用引进的大型岩土工程数值仿真分析软件，对群锚的机理与加固效果以及影响因素进行了系统的数值试验研究。对岩体变形模量、砂浆强度、岩体ｃ，φ值、预应力吨位、间距等重要参数对锚固效果的影响作了分析与探讨。

单锚及群锚失效对边坡稳定性影响的模型试验研究

针对典型岩土体边坡,通过室内模拟试验,研究锚力变化或锚失效在群锚中引起的荷载转移现象,探讨群锚失效后边坡稳定性的劣化过程、失稳形态以及坡面设置格子梁对锚索张力及边坡稳定性的影响等问题。群锚抑制坡体的变形效应,可使岩体均匀性、整体性加强,增加韧性和承受大变形而不破坏的能力。群锚中某一锚索锚力变化会导致其承担的荷载在群锚内部发生较明显的转移现象,结构面压缩带同时被削弱,结构面的整体安全度降低;某一锚索的失效也会引起相邻锚索接连失效的多米洛效应,导致边坡稳定性急剧降低。坡面施加格子梁结构可调动坡面更大范围岩土体发挥自承能力,分担锚索承担的部分荷载,改善边坡的稳定性。岩坡加固设计中应注意格子梁结构强度与锚索锚固力相匹配。

预应力锚索群锚锚固边坡均质岩体的室内模型试验研究

为研究预应力锚索群锚锚固实体均质岩体边坡的群锚效应及锚索的布置方案,针对预应力群锚锚索锚固后的边坡均质岩体进行了室内模型试验。根据多种群锚方案试件的试验结果,研究了预应力群锚锚索锚固均质岩体模型的强度变形特征。通过试验中不同间距群锚中的单锚对模型试件强度变形的不同影响,研究了模型试件中所体现出的群锚效应。最后得出了与群锚效应相关的可供工程参考的相关结论。

新型可回收锚杆不同布置间距的群锚效应

为了分析在岩土体中新型可回收锚杆的布置间距对锚固特性的影响规律,根据Kelvin解,推导了锚杆按不同间距布置时锚固段剪应力求解公式;采用一般岩土体参数对锚固段剪应力分布进行了计算;建立了按不同间距布置时该可回收锚杆的三维有限元加固模型,并进行了数值计算,验证了理论分析的正确性.结果表明:推导的锚杆按不同间距布置时锚固段剪应力求解公式的计算结果与数值模拟结果相符;在岩体中锚杆布置间距对锚固特性影响不大,而在土体中锚固特性受锚杆布置间距影响较大,锚杆布置间距越小,锚固段剪应力峰值越小,在实际工程施工中应特别注意.

群锚对断层的加固机理分析及工程应用

应用前文“群锚加固机理数值试验研究”中的力学模型与分析思路，对断层在群锚作用下的加固机理与效果进行了数值试验分析与探讨；并应用该模型与数值分析方法，对李家峡左岸泄水道边坡的开挖与锚固进行了三维分期开挖与加固的数值仿真分析。文中验证了预应力对实际边坡的加固效果，分析了加固后边坡的局部与整体的稳定性态与安全储备。该项研究可作为其它工程的借鉴。

预应力锚索加固技术的力学行为与群锚效应分析

预应力锚吲技术是现代岩土工程加固技术的重要手段。通过对锚索、灌注锚固体和锚孔周围岩土体进行三维弹塑性有限元分析，研究了锚索、锚固体、岩体的轴向应力分布规律，以及锚固体与岩体中的剪应力、锚固体的位移和塑性区的变化趋势：并对群锚效应下锚固体的位移、正应力、剪应力的影响范围进行了分析，探讨了考虑群锚效应下锚索间距的布置原则，为在锚固工程中合理施锚和优化布锚提供了依据。

受剪状态下化学锚栓群锚系统承载力

为了研究化学植筋式后锚固群锚系统抗剪承载力的影响因素,通过4组化学锚栓群锚系统受剪破坏性试验,研究在不同边距、不同间距下系统抗剪承载力情况.通过观察试件的破坏形式、测试破坏荷载以及有限元分析,结果表明:边距大小影响化学锚栓群锚系统破坏形式和锚栓位移,边距小会发生脆性破坏而边距大则发生延性破坏;植筋间距大小会影响群锚系统锚栓之间相互作用.间距小时,同一排锚栓产生的应力相互影响,裂缝会向锚栓深度方向上扩展,间距大时同一排锚栓的产生应力相互独立,开裂后混凝土形成两个独立楔形体.通过对比规范计算结果、有限元分析结果和试验结果,验证了现行规范关于抗剪承载力设计的可靠性.

锚杆抗滑桩体系的群桩、群锚效应研究现状分析

对锚杆抗滑桩系统的群桩效应、群锚效应的研究现状进行了分析。虽然锚杆抗滑桩体系和预应力锚索抗滑桩体系近年来在工程中大量应用,但其设计计算理论研究远远滞后于工程应用。将桩-锚作为一个系统来研究抗滑桩的群桩效应和锚杆或预应力锚索群锚效应的论文至今很少见到,国外对于群桩效应的研究主要集中在圆形截面桩上,对于矩形截面桩的研究成果则不多见。对于群锚效应问题,也存在理论远远落后于工程实践的情况,为了避免群锚效应的发生,只能给出一些建议性的措施,因此,加强对锚索抗滑桩系统的群桩效应、群锚效应的研究,不仅是十分必要的,也具有重要的理论意义和应用价值。

抗拔锚板群锚基础模型试验研究

抗拔锚板上拔过程是一个复杂的锚土相互作用过程,锚板周围土体在上拔过程中的变形破坏机制对于抗拔锚板基础的极限承载力研究具有重要意义。基于PIV(particle image velocimetry)无干扰测量技术对砂土中方形锚板上拔过程中变形场进行了测量分析,研究了抗拔锚板群锚基础的破坏机制。试验结果表明:锚板间距对群锚破坏面的形状有着重要影响;在临界间距内,以锚板上部1倍边长为拐点,剪切带先内倾然后外倾向上贯通到土体表面,群锚效应系数与S/B为线性关系,由此预测出群锚效应达到100%时的锚板间距;达到临界间距后,每个锚板的剪切场和单个锚板剪切场一致,试验结果可为群锚基础极限抗拔力的预测提供参考。

预应力锚索群锚效应的数值模型试验研究

对预应力锚索的群锚效应进行了理论分析,并以大型的岩土工程数值分析软件ADINA为研究手段,对预应力锚索的群锚效应进行了数值模拟,计算分析了加锚岩体中的应力场和变形场的变化特征,并用试验资料加以验证,得到了一些有益的结论.

混凝土结构后锚固连接化学锚栓群锚的抗拉性能

群锚与单锚的受力特征有较大差异,而国内对混凝土化学锚栓群锚受力研究较少,相关规范和理论研究也有待完善。本文对单锚、双锚、四锚和六锚化学锚栓进行了抗拉试验,分析群锚系统对化学锚栓承载能力和破坏模式的影响。在本试验环境下,后锚固化学锚栓的破坏模式表现为:单锚和双锚试验——锚栓拉断破坏,四锚和六锚试验——混凝土破坏;混凝土强度、基材厚度及埋深一定时,随着群锚系统中锚栓数量增加,平均单根锚栓破坏荷载逐渐降低。群锚中存在锚栓受力不均匀问题和锚板刚度导致的锚栓受力增大现象,通过对试验数据的处理得到了群锚中的锚栓受力不均匀系数和锚板刚度影响系数,为锚固系统抗拉设计提供参考。

无机锚固材料植筋群锚效应试验研究

植筋技术在工程加固改造中应用较为广泛,而关于采用无机锚固材料进行群锚植筋的相关研究较少。本文对单根、双根、三根、四根和五根植筋进行了受拉试验,研究了单锚和群锚植筋的承载力、破坏形态等性能,得出了群锚效应折减系数。

岩质边坡预应力锚固的力学行为及群锚效应

预应力锚固技术是现代岩土工程加固的重要手段 ,针对预应力锚固体在张拉和运营过程中所实测到的资料 ,详细分析了锚固体的剪应力、轴力的传递特征 ,得到了不同预应力值下的应力变化规律 ,提出了岩质高边坡预应力锚固的群锚第一效应和第二效应的概念。通过大量资料分析 ,分别提出了内锚固段轴力、剪应力分布的经验公式 ,为合理施锚和优化布锚提供了设计依据。后续试验进一步表明 ,针对不同岩体结构类型的岩锚锚固端应力传递规律具有广泛的应用范围 ,工程实践证明了所提公式应用的可靠性和经济性。

群锚对岩质边坡稳定性影响的数值模拟研究

针对李家峡双滑面岩质边坡,利用有限差分软件对预应力群锚加固岩质边坡稳定性进行数值模拟研究.从预应力对岩体应力状态的改善,锚索预应力随计算时步的变化情况,锚索锚力以及锚索失效对其他锚索以及边坡稳定性影响3个方面阐述了群锚作用机理.数值模拟结果表明:在多根预应力锚索作用下,单根锚索压应力集中区相互叠加后形成一个完整的压缩带,群锚效应抑制了边坡体的大变形,可使边坡整体性加强;由一级坡第一排锚索的预应力值变化规律可知锚索张拉会对相邻锚索预应力有一定影响;锚索锚力改变,对相邻锚索的影响较小,同时对增强锚固力作用不大;部分锚索失效,会引起锚索承担的荷载在群锚中发生转移,从而导致边坡稳定性降低.

混凝土结构后锚固群锚的抗剪承载力试验

目的研究锚栓边距和间距的变化对混凝土结构后锚固群锚抗剪性能的影响.方法通过后锚固4根锚栓的4个试件，对混凝土结构后锚固的群锚抗剪承载力和群锚试件的破坏模式进行研究，考虑了锚栓边距和锚栓间距对试验结果的影响.结果提出了不同的锚栓边距和锚栓间距对于试件破坏模式和抗剪承载力的判别标准的影响.各试件破坏时，最大位移介于2-8 mm之间，荷载-位移曲线没有明显的流幅，可以认为是脆性破坏.结论锚栓的锚固深度可以认为是混凝土边缘破坏以及锚栓破坏的临界边距，对于锚栓边距较小（〈埋深）的情况，以混凝土边缘破坏时的承载力为标准，锚栓间距对于试验的开裂荷载有影响；对于锚栓边距较大（≥埋深）的情况，以锚栓的破坏为标准.锚栓的荷载-位移曲线没有明显的流幅，为脆性破坏.根据试验结果和有限元分析可知我国现行规范对于后锚固锚栓的抗剪承载力计算较保守.