大型地下洞室对穿预应力锚索失效形式与耦合模型

以锦屏二级水电站地下厂房与主变室之间中隔墙的多根对穿预应力锚索失效实例为背景,首先总结对穿预应力锚索失效的多种现场表现形式,采用现场取证和室内试验再现的方式论证锚索钢绞线断裂的拉破坏模式。将对穿锚索视为弹脆性体,被锚固围岩视为黏弹性体,提出描述对穿预应力锚索与被锚固围岩之间相互作用关系的锚索-围岩耦合元件模型,并据此分别阐明在洞室开挖卸荷阶段和围岩时效变形阶段中预应力锚索的力学响应机制和荷载变化规律。最后,在现场调研、室内试验和机制分析基础上,综合分析导致锦屏二级水电站地下厂房与主变室之间对穿锚索失效的主要原因,并探讨对穿预应力锚索与被锚固围岩之间对立统一的矛盾关系以及大型洞室群预应力锚索支护时机问题。

锚索失效对边坡稳定性影响的模拟试验

通过多组模型的室内模拟试验,模拟了锚固边坡在不同荷载条件下沿圆弧和折线2种模式的破坏过程,分析了不同岩土体边坡锚固失效时稳定性的不同特性,以及群锚作用条件下单锚失效时边坡的力学及变形特点,进而研究了边坡锚索失效对边坡稳定性的影响机理。研究结果表明:在荷载作用下,边坡上排锚索比下排锚索先破坏,失效锚索的锚固力会向其他锚索转移;圆弧破坏边坡不同位置的锚索失效对边坡稳定的影响与锚索所在位置关系不大,而折线破坏的边坡不同位置锚索破坏对边坡稳定性的影响不同。

环形预应力锚索失效对高内压隧洞内衬应力的影响

受施工质量不良、防腐措施不规范、锚索张拉控制应力过高等因素的综合影响,环形预应力锚索存在失效的可能与现实。为揭示高内压隧洞内衬中环形预应力锚索破坏失效后对隧洞内衬应力的影响,以南水北调中线穿黄隧洞工程为例,采用三维有限元方法对隧洞内衬结构的应力分布进行模拟计算,假设标准段衬砌中不同部位、不同根数锚索的预应力完全失效,分析其对隧洞内衬应力的影响。研究结果表明,锚索失效后失效锚索附近局部区域预压应力减小,运行中的环向应力分布均匀性变差并出现了拉应力区;衬砌段中部锚索失效对内衬应力的影响区域较大但对应力值的影响较小,端部锚索失效对内衬应力的影响区域较小,但对应力值的影响较大;端部锚索失效和中部相邻两根锚索同时失效时的运行工况最大拉应力值超过混凝土设计抗拉强度,将引起混凝土的局部开裂,可能导致结构破坏。

深厚砂层场地基坑锚索失效的处理措施研究

深圳市坪山区某深基坑工程采用桩锚支护,基坑开挖范围内有深厚砂层,基坑施工第2道锚索时,上部第1道锚索出现失效,通过多种处理方案比选,最后采用预留土台、分步分区开挖、底板换撑、信息化施工的处理措施,有效解决了锚索失效带来的风险,节约了项目工期及造价,取得较好的成效。

锚索预应力衰减与失效对结构的稳定影响分析

为了研究预应力锚索的应力衰减和锚索失效对溢洪道右导墙结构稳定性的影响,以某工程中的实际情况为例,采用ANSYS有限元软件对溢洪道右导墙进行模拟计算,验证给定锚索加固方案的可行性,研究在锚索预应力不断衰减时对溢洪道右导墙稳定性和单排锚索失效对溢洪道右导墙稳定性的影响。研究结果表明:给出的锚索加固方案可行;随着锚索预应力的衰减,溢洪道右导墙稳定性不断降低,在锚索预应力由3 000 k N衰减至500 k N时,溢洪道右导墙的稳定性达到极限状态;最高层的锚索失效对溢洪道右导墙稳定性影响最大。

典型软弱破碎岩石边坡预应力锚索框架失效原因分析

通过对云南省元绿(元阳至绿春)二级公路LK7+800—LK8+030右侧路堑边坡预应力锚索框架失效的现场调查,从工程地质、变形迹象、现场监测数据等多方面对锚索框架的失效原因进行分析,然后提出软弱破碎岩石边坡中预应力锚索框架的适用性,并提出合理的处治对策,可为预应力锚索框架设计提供借鉴。

锚索式悬浮隧道断索动力响应及安全设计分析

针对锚索式悬浮隧道的结构特点,提出锚索突然失效作用下结构动力响应分析与安全设计的技术框架。采用ABAQUS有限元软件建立了断索发生前悬浮隧道在管体剩余浮力、锚索预张力作用下的初始状态;在有限元程序中进行了悬浮隧道跨中截面单根锚索骤断时的动力响应分析,得到了结构振动过程中的响应最大值以及断索后剩余结构的内力重分布形式,并分别采用动力放大系数、冲击系数评估了剩余结构承受的断索冲击效应。进而提出基于动力放大系数、冲击系数的结构响应简化分析方法,与动力计算结果进行了对比。结果表明:对部分锚索施加预张力,使得悬浮隧道恒载作用下初始受力状态更为合理;局部断索引起的结构振动非常明显,导致断索截面附近管体的较大变形;结构安全设计时,取动力放大系数为2.0对悬浮隧道管体位移、弯矩进行分析较为适用,取冲击系数为1.8预测断索过程中剩余锚索最大索力,安全储备更高。

锚失效影响岩质边坡稳定的数值模拟

通过数值模拟分析设格子梁的锚失效对岩质边坡稳定性的影响。模拟了锚固边坡从加载到不同位置和顺序的锚失效后,其它锚索应力的变化以及边坡破坏情况;研究了边坡锚索失效对边坡稳定性的影响机理。研究结果表明:在荷载作用下,边坡上排锚索比下排锚索先破坏,失效锚索的锚固力会向其他锚索转移;折线破坏的边坡不同位置锚索破坏对边坡稳定性的影响有所不同。

预应力锚杆(锚索)设计施工中的问题

通过对预应力锚杆 (锚索 )的工作原理及破坏失效机理的分析 ,结合工程实例 ,总结目前预应力锚杆 (锚索 )设计容易出现的问题 ,指出文献 [1]中存在的缺陷和不足 。

基于塑性区扩展的采动复合顶板巷道围岩变形数值模拟

为了研究采动影响下的复合顶板巷道大幅下沉问题,以江西曲江煤矿212工作面风巷为例,采用现场调查、数值分析等方法,对巷道围岩应力状态,塑性区形成及扩展进行了分析,研究结果表明:受工作面回采期间的采动影响,巷道顶板垂直应力增大,最大主应力方向向着工作面采空区侧发生不同程度的偏转;最大主应力方向导致巷道围岩蝶形塑性区旋转,并且两者的旋转具有高度一致性;当巷道围岩塑性区蝶叶扩展至顶板正上方时,锚索锚固端全部处于塑性区内,使得锚索完全失效,同顶板一同下沉。