预应力自由锚索在加固软岩层硐室中的应用

平顶山六矿一个地处软岩层的大断面硐室，两侧各有正断层，先采用金属支架与料石碹联合支护，半年后变形破坏。后采用打注预应力自由锚索加固方案获得成功。文章详细介绍了自由锚索的结构和加工制作方法，以及硐室的加固方法。

自由式锚索和全长粘结式锚索加固效果比较模型试验研究

通过进行洞室模型试验和岩体结构面抗剪强度模型试验,研究了工程中广泛采用的2种典型锚索——自由式锚索和全长粘结式锚索的不同加固效果。从洞室的开洞位移、破坏荷载、荷载位移曲线特征、洞周应变分布特征及洞室的宏观破坏过程等方面,比较和分析了2种锚索对洞室所产生的不同加固效应特征。通过对含有结构面和不含结构面锚固体试件进行抗剪强度试验,比较了2种锚索对岩体结构面的不同加固效果。给出了锚固体试件峰值抗剪强度比较结果和剪切过程中2种锚索的张力变化特征,即全长粘结式锚索的张力基本不变化,自由式锚索的张力随剪切位移的增加而增大。在综合比较2种锚索加固效果的基础上,对锚固工程设计提出了建议。

锚索自由段长度对锚索桩内力的影响

在横向变形约束弹性地基梁法分析锚索桩内力的基础上,详细阐述了锚索自由段长度对锚索拉力与桩身内力的影响,说明了锚索自由段长度是影响锚索桩内力的一个较为重要的因素。通过工程实例分析,指出在同一加固工程中,若锚索自由段长度减小,则锚索拉力增大,桩身内力(剪力、弯矩)减小,对于桩体发挥其承载能力有利,提出可以通过适当注浆来减小锚索自由段的有效计算长度,以改善锚索桩的受力状况。

自由式拉压复合型预应力锚索在紫坪铺工程中的应用

阐述了自由式拉压复合型预应力锚索的特点,介绍了其在紫坪铺工程中的应用,具体包括:(1)自由式拉压复合型预应力锚索的施工工艺流程;(2)自由式拉压复合型预应力锚索造孔方法;(3)自由式拉压复合型预应力锚索制作;(4)自由式拉压复合型预应力锚索注浆;(5)自由式拉压复合型预应力锚索张拉.

自由式预应力锚索加固效应的数值试验研究

采用数值仿真试验的方法,通过改变垫墩尺寸、施加不同的预应力的方式,研究自由式预应力锚索对岩体的加固效应。研究结果表明,在预应力作用下,垫墩处和锚固段岩体内形成两个应力集中区,其应力集中程度取决于预应力的大小与垫墩的尺寸。垫墩尺寸越小,预应力越高,应力集中程度越高。锚索的轴力在自由段均匀分布,在锚固段逐渐降低。在预应力损失方面,预应力损失的程度与垫墩的尺寸大小关系密切,垫墩尺寸越大,预应力损失越少;而与预应力的关系较小。为预应力锚固的工程设计和理论研究提供了参考作用。

自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索在地下厂房的运用

锦屏一级水电站地下厂房一层开挖完成后出现地应力超高,喷护混凝土脱落,岩体变形量大等不利厂房稳定因素。为了防止岩体的不利变化危害厂房的整体安全,设计起用了预应力锚索进行加强支护。主要介绍了锦屏一级电站地下厂房自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索的施工工艺及质量控制措施。

自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索的研究与应用

介绍了自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索的结构特点以及在工程中的成功应用。

自由式单孔多锚头预应力锚索在边坡加固中的应用

锦屏一级水电站由挡水、泄洪及消能、引水发电等建筑组成,水库正常蓄水位1880m,水库总库容为77.6亿m3,电站装机6台,总装机容量为3600MW。挡水建筑物为混凝土双曲拱坝,最大坝高305m;因两岸受地质构造影响强烈,断层、层间挤压破碎带、节理裂隙等各类结构面发育。现场观察变形主要表现为倾倒拉裂,也有滑移拉裂、滑移压致拉裂等变形破裂迹象。这些变形破裂迹象处于开挖边坡中,对边坡开挖及其稳定性具有重要影响。为此,设计对电站进水口和泄洪洞引渠后高边坡采用预应力锚索加固支护处理,边坡预应力锚索采用自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索,取得了良好的支护效果,满足了电站设计和工程要求。

自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索在高边坡加固工程中的应用

简要叙述了深溪沟水电站右坝肩高边坡的不良地质情况及加固措施,重点叙述了自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索加固边坡的特点和施工工艺。

自由式拉压复合(防腐)型锚索在瀑布沟水电站进水口边坡支护中的应用

在瀑布沟水电站进水口边坡支护设计中所采用的锚索为自由式拉压复合(防腐)型,其具有受力机制合理,能改善锚固段应力分布状况和围岩受力条件,增强对复杂地层的适应性及锚固效果,有效防腐蚀等特点。本文就这类锚索的施工及其优越性作了介绍。原型观测结果表明,锚索发挥了很好作用,边坡稳定。

预应力锚索自由段剪切破坏机制研究

端部锚固型锚索作为一种高效且经济的加固手段,在岩体支护领域应用广泛。端锚锚索自由段剪切破坏是工程实践中常见的一种锚索破坏类型,其破坏机制与全长锚固型锚索有着本质差别,需要进一步深入研究。综合采用实验室试验、理论分析和数值模拟等研究方法,明晰了锚索自由段剪切破坏特征,揭示了预应力锚索自由段板剪切破坏力学机制和细观演化规律。研究结果表明:节理面剪切作用引起锚索内形成耦合增长的轴力和剪力,钢绞线断口同时存在拉伸和剪切破坏2种类型;反弯点处锚索轴力和剪力呈正相关关系,基于拉剪复合破坏准则,较好地解释了锚索剪切破坏力学机制;锚索剪切过程中同时存在拉应力集中区和拉剪复合应力集中区,锚索外缘钢绞线表面剪切损伤导致其较早破坏,锚索内力演化规律证实了锚索剪切破坏属于拉剪复合破坏。研究结果为锚索支护技术的发展提供一定的参考作用。

在开挖与超载过程中锚固洞室锚索预应力变化特征

通过地质力学模型试验方法,研究洞室在开挖与超载过程中自由式锚索和全长黏结式锚索的预应力变化特征。给出锚固洞室在开挖与超载过程中锚索预应力变化的展开图,并给出锚固洞室中锚索预应力的变化特征:在洞室开挖过程中,两种锚索的预应力都普遍减小,但自由式锚索减小的较少(15%左右),全长黏结式锚索减小的较大(20%左右),减小的幅度平均为15%～22%。不同部位的单根锚索,其预应力减小的数值大小及所对应的部位都具有很强的随机性。在洞室超载过程中,锚索预应力普遍增加,增加较大的部位与侧压系数N有关,在N<1时主要是洞室两侧拱脚部位增加较大,拱顶和地板部位增加较小。无论是开挖过程中锚索预应力的减小,还是超载过程中锚索预应力的增加,都是锚索初始预应力较小的,锚索预应力相对改变量较大;否则则较小。因此,在确定锚索超张拉比值时,对不同吨位的锚索应取不同的比值。对吨位较大的应取较小值,对吨位较小的应取较大值。对锚固工程设计和现场施工具有重要参考价值。

抗爆洞室预应力锚索受力特征试验

探索预应力自由式锚索抗爆加固效应及机理对提出预应力锚索抗爆洞室加固设计方法有着重要的意义。通过室内模型试验和数值模拟,研究了在集中装药爆炸波作用下预应力自由式锚索加固直墙圆拱式洞室围岩介质内应力波宏观变化特征和峰值应力衰减规律,分析了预应力锚索的索端张力变化特征和锚固段轴应变变化波形,结果表明设计参数合理的预应力自由式锚索可以实现较好的抗爆加固效果。采用显式动力分析程序得出的计算结果与试验数据的吻合性较好,进一步证实了模型参数和建模的有效性和正确性。

预应力锚索抗爆洞室加固效果试验研究

研究爆炸波作用下预应力锚索抗爆洞室加固效果,对认识预应力锚索加固机理和完善洞室加固设计计算方法有着重要的意义。本文通过模型试验和数值分析,研究了在集中装药爆炸波的作用下,直墙圆拱式洞室围岩介质内爆炸波形宏观变化特征和峰值应力衰减规律,以及自由式锚索抗爆洞室周边围岩的受力变形状态和动力反应特征,结果表明抗爆洞室围岩抵抗变形能力得到一定提高。采用有限差分法分析得出的计算结果与试验数据吻合性较好,进一步证实了模型参数和建模的正确性。

自由式单锚加固机理及模型参数对加固效应影响的数值研究

通过数值试验的方法,首先对自由式锚索的加固机理进行了研究,并结合文献[1],对比分析了自由式和全长粘结式单锚加固效应的特点。其次,研究了模型参数改变对单锚加固效应的影响,得到了不同模型参数下锚索轴力,浆体剪应力以及模型内部的应力分布特征等。

预应力锚索在龙头石水电站高边坡的运用

预应力锚索一般运用在地质条件较差的边坡加固处理中。笔者在龙头石电站导流洞、泄洪洞进口高边坡的开挖支护中成功采用了预应力锚索加固边坡，供大家在以后的类似工程中参考。

有限元强度折减法在加锚边坡设计中的应用

通过引入有限元强度折减法并结合工程实例,分析和比较了有限元强度折减法和极限平衡法在锚索自由段嵌岩深度设计中应用.结果表明:由有限元强度折减法得到的滑面半径和安全系数都比极限平衡法得到的结果大,若以极限平衡法搜索得到的滑面为准进行嵌固深度的设计将会因嵌固深度设计得过短造成锚索的失效,不利于边坡的安全.由于有限元法充分考虑了岩土体的弹塑性特性,得到的结论更贴近于实际,故建议在实际中可采用有限元法来指导锚索自由段嵌固深度的设计.

综放工作面两侧平巷顶板支护研究与探讨

以某矿20322综放工作面两侧平巷为工程地质背景,分析了发生冒顶事故是由于顶板煤岩层离层使原有锚索支护无法承担而发生拉伸破断所导致的。在原锚杆支护方案基础上,对不同数量锚索支护下顶板应力分布情况进行数值模拟可知,顶板锚索支护数量为3根时能够对顶板煤岩层起到较好的支护效果。对锚索杆体延伸变形量的计算分析可知,相同初始锚索预应力条件下,锚索自由段长度越长,其相应的可利用延伸变形量越大,优化支护设计时,可增加锚索自由段长度。现场矿压监测结果显示,采用优化后的支护方案,顶底板变形率仅为4.7%,可见对于巷道顶板变形控制效果显著。