YCZ型锚索力测试系统的研制与应用

丰满大坝加固，采用了预应力锚固技术，但长期监测措施一直没能落实，为工程需我们自行研制了ＹＣＺ型锚索测试系统，这里介绍了ＹＣＺ型锚力测试系统的组成，工作原理，性能，设计，试验和应用情况，总结该系统的特点。

深基坑锚索力突变的原因分析与应对措施探讨

地铁车站施工因开挖深度大、地质条件复杂,围护结构形式也复杂多样,在岩石地层中多采用钢管桩+锚杆(锚索)相结合的围护结构。基坑开挖中常遇到锚索力突变的情况,造成应力突变的原因较为复杂,应力突变是否代表着基坑不安全,有坍塌危险。本文根据长期现场监控量测数据与现场实时情况作对比,讨论分析数据找出突变原因及需要做的应急措施。

斜拉扣挂悬臂浇筑拱桥扣索力与锚索力确定方法研究

为解决钢筋混凝土拱桥拱圈悬臂浇筑施工过程中,由悬浇节段自重和挂篮重引起的部分拱圈截面拉应力与塔架偏位过大的问题,提出扣索力与锚索力确定方法。该方法基于应力叠加原理和影响矩阵确定扣索力,给出当拱圈截面拉应力不满足要求时的扣索拆除判定方法;提出通过锚索力修正系数主动调控扣索力与锚索力,使塔架产生与拱圈悬浇阶段数值接近、方向相反的偏位,给出能同时满足拱圈应力、塔架偏位和成拱线形要求的扣索力与锚索力的计算流程。以净跨径180 m的混凝土拱桥——毕节白甫河管桥为背景,开展扣索力、锚索力以及锚索力修正系数的计算,对扣索力、锚索力、拱圈应力、成拱线形和两岸塔架偏位的计算值和实测值进行对比验证。结果表明:利用所提方法得到的扣索力、锚索力与实际张拉力最大相差6.02%,该桥施工时,依次拆除5组扣索,使拱圈截面拉应力均满足设计要求;塔架偏位实测最大值为3.3 cm,满足小于最大容许偏位4.0 cm的要求;拱圈截面实测最大拉应力为1.74 MPa,满足小于1.8 MPa的拉应力设计要求,成拱线形与裸拱线形最大偏差为0.5 cm,拱圈线形良好,验证了所提方法的可行性。

矿用锚索捻距与拉伸力学性能及锚固效果关系

矿用锚索主要由多根钢绞线缠绕而成,具有可弯曲、抗破断能力强及成本低廉等优点,在煤矿巷道围岩、特别是巷道顶板稳定性控制中广泛采用。捻距是制作锚索的重要参数之一,煤矿在选取锚索时,因了解尚浅而往往忽略这一参数。为探究捻距参数对锚索拉伸力学性能与锚固效果是否存在影响,采用理论分析与室内试验相结合方法,初步厘清了捻距参数对锚索拉伸时的几何变形特征的影响,明晰了其对锚索锚固力的影响机制。基于试验获得的锚索拉伸及锚固拉拔数据,构建数值模拟模型,与井下试验结果进行对比,得到了捻距与其极限拉伸载荷、最大锚固力的关系式,获取了能够充分发挥锚索拉伸力学性能与锚固效果的最佳捻距。研究结果表明:在锚索受到拉伸时,在一定范围内捻距与延伸率的关系为负相关,与拉伸极限载荷的关系为正相关;锚索-锚固剂界面存在一定的几何匹配关系,捻距减小至其13倍公称直径时,最大锚固力随着捻距的减小而增大;综合分析锚索极限拉伸载荷与最大锚固力等因素发现,能够充分发挥锚索拉伸力学性能与锚固效果的最佳捻距范围为13~14倍公称直径。研究成果增加了锚索捻距对拉伸力学性能影响的认识,明晰了对其锚固机制的理解,为锚索制作及煤矿选取锚索提供了参考及理论支撑。

预应力锚索抗滑桩减震外锚结构振动台模型试验研究

锚索失效会导致锚索桩受力模式突变而造成结构整体倾覆,如何避免地震作用下的锚索动力超载是锚拉型支挡工程抗震亟待解决的问题。基于柔性减震原理在锚索与桩体间的外锚结构处串联缓冲弹簧,按几何比尺1∶15设计并开展桩底铰支的路堑边坡锚索桩振动台模型试验,测试了地震动峰值为0.2 g,0.4g,0.6g条件下锚索轴力、桩后土体加速度和桩身外倾角的时程特性及弹簧缓冲锚头对结构各响应的影响效应,结合锚索拉力频响特征从能量角度探究了弹簧引起轴力减载的作用机制。试验表明:设置弹簧后桩身中部加速度放大系数稍有下降,桩身外倾角普遍超过普通锚索桩,其增幅随峰值地面加速度(peak ground acceleration,PGA)加大而趋缓;弹簧锚头桩锚索轴力和应力幅均大幅减小,时程峰值和波动幅值的减载程度一致且与PGA近似呈线性负相关,3种地震量级下减载比分别达65%,57%,46%,以线性累积损伤理论计算得出的锚索疲劳总损伤值下降约2~3个数量级;设置缓冲弹簧能显著削减锚索拉力响应能量,Fourier幅谱呈现带宽收窄、低频集中的频响特征,降低了地震过程中多次加卸载产生的中高频疲劳损伤风险,有效改善锚索受力。

硬岩地层超深基坑桩锚支护体系受力与变形特性实测分析

为探究硬岩地层超深基坑桩锚支护体系随基坑开挖的受力与变形演化规律,依托于崂山公卫中心基坑支护工程,对南侧支护完成区域基坑的预应力锚索轴力、基坑水平和竖向位移进行了实时监测,分析桩锚支护体系在该地质条件下的力学性能,探讨锚索轴力急速下降与基坑水平位移增大的影响因素。研究表明:预应力锚索轴力持续、急速的下降与基坑紧邻原状山体的土压力和北侧后挖区域的持续施工有关,工程中采取预应力锚索2次补偿张拉适用效果良好;基坑最大水平位移为19.98 mm,最大竖向位移为12.11 mm,南侧支护完成区域基坑支护体系的变形受后续施工区域的影响明显;桩锚支护体系在硬岩及土岩二元地层超深基坑中具有较好的适用性和可靠性。类似工程支护结构设计应重视周边地质环境、邻近区域持续施工等因素的影响。

预应力锚索桩设计与计算

为进一步完善预应力锚索桩的设计与计算理论 ,节约工程投资 ,较为准确地确定锚索桩锚索预应力值及锚索桩设计计算控制条件 ,采用分段计算法和地基系数法 ,根据悬臂梁挠曲变形理论和弹性地基梁理论 ,计算预应力锚索桩锚索与桩变形协调时桩的变形与内力 ,以控制桩锚固面处变形及改善桩身内力分布来设计计算锚索桩径、锚索预应力值及锚索长度 .按桩身内力变化 ,采用极限状态法 ,以正负弯矩对桩进行双面配筋。经过多处工程实践 ,该设计计算理论能较好地反映现场实际情况 .

污水处理厂超深基坑锚索施工方案应用研究与分析

为研究深大基坑多层锚索的施工期间对深基坑周边地表的沉降影响规律和支护结构的变形协调作用,以合肥市钟油坊污水处理厂超大深基坑工程为依托,结合实际工程中支护结构和周边环境的监测数据,采用FLAC 3D对该基坑每层锚索施工阶段进行数值模拟分析,并对比研究每层锚索施工过程中的支护结构侧移、周边地表沉降以及支护方案空间效应,揭示锚索施工期间基坑变形规律.研究结果表明:锚索支护体系可有效控制基坑周边地表沉降和支护结构顶部的侧向位移;锚索支护体系具有明显的空间水平约束效应,锚索施工期间基坑周边围护桩都呈现中间水平位移大、基坑拐角水平位移小的特点;随着施工的进行,各层锚索轴力逐渐增大,先施工的锚索轴力普遍大于后施工的锚索轴力;由于后施工锚索轴力平均损失率较大,虽然能保证锚索的正常施工,但对基坑周边地表沉降产生明显的影响,影响范围约为基坑深度的2倍.

深基坑围护结构力学性能及变形研究

本文依托某城市综合体基坑支护工程进行了现场监测,对采用桩锚支护体系的深基坑开挖过程中支护力学特性和基坑变形规律做了研究。此外,分析了基坑开挖对临近既有建筑物变形的影响情况。结果表明:随着时间的增加,锚索轴力时程曲线大致分为三个阶段,锚索轴力与时间呈现负相关关系,50 d后锚索轴力基本保持稳定。基坑开挖到13.5 m深度后监测点Z1-3初始锚索轴力约为228 kN,75 d后轴力下降到约为194 kN,轴力损失比例为14.9%。基坑开挖过程中,各监测点的水平位移和竖向沉降均不超过20 mm,满足现行规范的要求。受土体蠕变和锚索预应力损失的影响,部分基坑水平位移往基坑内部移动和基坑向上位移量相对较小。临近建筑物的沉降发展较为稳定,最大沉降为1.2 mm,满足《建筑地基基础设计规范》,证实了桩锚支护在深基坑开挖应用中的优越性。

回采巷道顶板锚索预紧力的研究与应用

在阐述回采巷道顶板锚杆(索)与围岩相互作用的基础上,分析了锚杆与锚索在支护体系中各自的作用,指出锚索预紧力是影响支护效果的关键参数。通过分析锚索支护的特点,将回采巷道顶板简化为组合固支梁模型,运用莫尔积分求得了锚索所需要的预紧力。该研究对确定回采巷道顶板锚索预紧力具有一定的参考价值。

土岩组合深基坑围护结构受力与变形特性分析——以青岛海天中心深基坑为例

为了研究土岩组合二元地层超深基坑受力、变形和邻近建筑沉降随基坑开挖的演化规律,依托于青岛海天中心城市综合体桩锚支护结构体系超深基坑工程,对预应力锚索轴力、基坑水平和竖向位移以及周边建筑物沉降进行了实时监测。结果表明,基坑开挖期间内,预应力锚索轴力随时间的变化规律主要分快速下降、稳定变化和基本稳定3个阶段,锚索轴力平均损失率约为15.08%;基坑最大水平位移为12.30 mm,最大竖向位移为11.01 mm,基坑临近建筑物最大沉降量为1.2 mm,远小于设计和现行《建筑基坑工程监测技术标准》的容许变形值,说明桩锚支护结构体系可以有效控制基坑变形,确保毗邻建筑物安全;同时表明该基坑的支护设计方案有较大的优化空间,从而节约工程成本。研究成果对相似地质条件的超深基坑围护结构设计具有重要参考价值。

大直径高预应力强力锚索在巷道加固中的应用

为了解决某矿副井马头门反复变形破坏的问题,结合马头门工程地质资料以及变形返修情况对马头门变形破坏的机理进行了分析,得出马头门变形破坏的根本原因是原有支护阻力低的结论。利用定向钻孔技术,将马头门与泵房和变电所打通,施工大直径预应力注浆锚索束186个,极大提高了马头门与泵房、变电所之间岩柱的围压。经过45 d的不间断观测,巷道变形趋于稳定,两帮移近量为30 mm,顶板下沉量8 mm,底鼓量12 mm,加固效果良好并最终解决了马头门的变形破坏问题。实践证明:大直径高预紧力强力锚索能提供强大的支护阻力,能较为有效地提高围岩围压,保持巷道稳定。

桩锚支护工程预应力锚索轴力分析

运用Midas GTS NX有限元分析软件对长春市某桩锚支护深基坑工程的整个开挖过程进行数值模拟,通过对模拟结果中的锚索轴力进行分析,得出单根锚索轴力从自由段到锚固段大致呈锥形分布,同一排锚索的中部锚索轴力出现先小于后大于两端锚索轴力的变化,且下一层锚索在施工时会引起上层锚索轴力的下降,整个开挖过程中锚索轴力整体呈现为迅速下降、波动上升、逐渐稳定的趋势。

深基坑锚拉桩锚索轴力及桩身变形监测分析

文章通过对深基坑锚索轴力及深层水平位移的监测成果分析,得出了典型的锚索轴力变化可分为快速下降、波动上升、趋于稳定三个阶段。下层锚索的张拉对上层锚索的卸荷作用不显著。该基坑较为典型的深层水平位移图像呈弓字形,两端小中间大,锚索的施加改变了桩身变形的局部形态,土体对桩的嵌固作用显著,桩体最大位移出现在两道锚索之间。锚索的张拉和锁定是决定锚索能否较好发挥工作性能的关键步骤,严格按照规范进行张拉会使锚索预应力损失较小。

拉力分散型锚索在明挖隧道基坑围护结构中的应用

针对海南东环铁路美兰机场隧道工程,提出以拉力分散型锚索代替钢支撑的支护方案。通过拉力分散型锚索设计和施工以及现场监测,可及时掌握预应力锚索轴力变化及其对基坑支护结构和施工安全的影响。锚索加卸载试验以及监测数据表明,拉力分散型锚索对增强工程安全可靠性有显而易见的效果。

基于Geo-studio的基坑分步开挖围护桩力矩和锚索轴力变化特征分析

基于Geo-studio有限元软件,结合某基坑分步开挖工程实例,对基坑分步开挖过程中的围护桩力矩和锚索轴力变化特征进行了计算分析。结果表明,分步开挖围护桩力矩最大值均出现在基坑腹部附近,在施加锚索的位置围护桩的力矩均发生突变,且在每步开挖后各层锚索锚固段的轴力增大,锚索的施加对基坑开挖过程中位移与稳定性控制起到积极作用。

煤矿锚索锚固力检测装置的研制及应用

由于缺乏有效的锚索锚固质量检测、监测手段和装置,锚索支护巷道经常出现锚固强度不够等现象,造成巷道失修。据统计,巷道年返修量均在15%以上,增加了支护成本和修护环节,制约了矿井安全生产。对此经研究与论证,研制出了一套应用性能好、适用性强的锚索锚固力检测装置。

锚杆锚索预紧力值实验及配套测力计初装值设计

为确定锚杆锚索测力计初装标准值,通过实验室、现场锚杆力矩-力转换实验和锚索预紧力损失实验,在分析现场锚杆锚索预紧力损失大小前提下,设计配套测力计初装标准值。实验结果表明,以设定固定力矩值控制锚杆测力计初始范围值或平均值较为合宜,如力矩控制在250~350 N·m时,BHRB335型d20 mm锚杆测力计初装值不低于31.5 kN,一般为35~51 kN;在考虑锚索张拉预紧力损失前提下,测力计初装值一般为现场张拉力的70%;同时为确保监测预紧力值大于破断载荷的30%,井下现场张拉力应大于锚索破断载荷的43%以上。

考虑锚索轴力的基坑变形监测数据处理方法

传统基坑变形监测往往存在时效性不高及数据处理缺少力学因素分析等问题,针对这一现象,提出了一种考虑锚索轴力的变形数据处理方法。采用多元回归分析方法探明了变形与时间因素及锚索轴力间的相关关系,阐述了回归模型参数的最小二乘估计与模型检验的详细过程。结合某基坑工程,利用Matlab软件编程实现了该模型的建立,并与其他5种模型进行对比,结果表明,该方法拟合精度及预测精度较高,适用于基坑变形监测数据处理。

煤矿锚索预应力过大弊端分析

针对工作面现场存在锚索预应力一次张拉到锚索设计锚固力的情况,对锚索预应力过大的弊端从理论方面进行了分析,并以斜沟煤矿水平大巷锚索断裂为例,说明锚索预应力过大造成的危害。结果表明:锚索张拉必须严格按照预应力施工,分次张拉,并对锚索钢绞线进行防腐处理,对巷道进行封闭,消除安全隐患。