全长锚固锚杆锚固单元力学性能实验研究

锚固单元的传力特性是影响全长锚固锚杆支护能力的重要因素。由于锚固单元界面构成复杂,本文主要考虑锚杆与粘结材料及其界面的力学特性,开展锚固单元界面剪切力学实验研究。实验结果表明,砂浆强度直接影响界面的峰值强度和剪切刚度;采用相同强度砂浆,界面的峰值强度、剪切刚度和残余剪切强度都与法向应力成正比;在相同法向应力作用下,剪切速率增加引起峰值剪切强度增大,但对残余剪切强度影响较小。依据实验剪切应力-位移曲线将锚固单元与岩石间界面的解耦过程分为“峰前-软化-滑移”三阶段,非连续变形分析方法数值模拟结果表明,加载初期的损伤主要受粘结材料抗拉强度的影响,临近峰值阶段与粘结材料张剪混合破裂相关;软化阶段和滑移阶段主要受粘结材料剪切特性和颗粒形状的影响;引入实验所获得的三线滑移模型曲线到全长锚固锚杆模型,模拟拔出数值实验结果表明较快拔出速率将影响锚杆变形能力。

锚固钻机力学特性分析及参数优化设计

为保证巷道快速掘进系统的安全、稳定、高效进行,钻机锚固单元的结构强度及设计合理性至关重要;首先根据实际工况条件,构建锚固单元钻进过程力学模型,得到钻杆钻进阻力及阻力矩相互关系;利用Ansys对锚固单元结构强度进行可靠性分析,验证结构设计合理性;通过构建钻进过程钻杆振动学模型,利用Abaqus分析锚固单元在有预应力下的模态规律,与Matlab联合求解钻进过程横向振动位移、速度及加速度,验证钻杆钻进不同岩层时,其速度、加速度可作为判别煤岩属性的数值特征;利用DesignExploer优化模块对锚固单元结构进行优化,优化后的锚固单元在保证应力、形变及共振频率皆满足要求情况下,质量降低了6.24%,实现了锚固单元结构的优化;通过锚固钻进相似试验验证,可得到优化后的锚固部件满足强度要求;钻进不同围岩时,锚固钻进钻杆振动响应明显,该结论可作为煤岩识别的理论基础,为实现自动锚固提供先行条件。

复合单元锚在公路高边坡工程中的应用

浙江金丽温高速公路较松散岩层地段高边坡加固 ,采用了压力分散型复合单元锚固技术 ,取得了较理想的效果。简要介绍本工程的施工重点、难点及对策 。

钢绞线拉索疲劳性能优化试验研究

为了提高钢绞线拉索疲劳寿命,针对传统拉索锚固单元中的夹片小端内锥设计影响锚固区疲劳性能问题,基于钢绞线微动磨损机理,通过设置无内锥的夹片、增大夹片和锚杯的角度差对其疲劳性能进行优化,并验证该优化结构的锚固性能。制作采用传统及优化锚固单元的钢绞线拉索进行静载拉伸试验及疲劳试验,分析结构优化后的静载锚固性能及疲劳性能。试验结果表明:采用增大与锚杯角度差的夹片无需进行内锥设计也具有与小端内锥设计的夹片相当的静载锚固性能;采用优化锚固结构的拉索疲劳性能及经疲劳试验后的静载锚固性能符合标准要求且有较大富余,锚固区损伤较小,整索的疲劳寿命主要由索体非锚固段的疲劳性能决定。

压力分散型锚杆力学特征影响因素的数值分析

采用FLAC3D计算程序系统研究了压力分散型锚杆受力在预应力、单元锚固长度、承载体个数、岩石弹性模量等影响因素下的变化规律,获得了压力分散型锚杆应以最后一个锚单元为标准进行设计的结论,并提出了具体预应力条件下的最优单元锚固长度、最优承载体个数。工程实践结果表明,该方法可靠且效果良好。

非均质地层中压力集中型预应力锚索受力分析研究

实际锚固工程中锚固体往往处于非均质地层中,通过将锚固体处理为一系列与地层条件相匹配的锚固子单元,建立了各锚固子单元的受力分析模型,利用各锚固子单元之间的相互作用关系建立了非均质地层中压力集中型预应力锚索锚固体受力分析方法,编写了相应的计算分析程序,并进一步通过算例证明了本文所提出的计算方法和程序的正确性。最后,通过对一压力集中型预应力锚索的受力分析成果与现场测试结果的对比,表明本文提出的分析方法和程序是可行的。

分散型预应力锚索实际工况承载力研究

普通预应力锚索主要通过锚固段与岩土体的摩阻力来获得足够的抗拔力,这样就造成了普通拉力型锚索在锚固长度上的应力分布不均,以及应力集中现象。分散型预应力锚索锚索实质是通过多根不同长度的无粘结钢绞线和钢制承载体将预应力分散作用于不同深度的岩土体里,形成多区段锚固单元,有效地解决了这一问题。但分散性锚索的施工锁定一直存在问题,本文通过不同的检测方法,得出实际工况承载力,经对各方法的分析、比较可知,并联千斤顶法是比较接近实际工况的张拉方法。