加锚岩体结构面抗剪强度尺寸效应试验及机理研究

为揭示加锚岩体结构面抗剪强度尺寸效应机理,开展了系列尺寸(100~400 mm)加锚结构面室内剪切试验,对比分析结构面锚固前后抗剪强度及锚杆抗剪力的变化规律,研究了锚杆和结构面的变形破坏特征。研究结果表明:(1)结构面锚固前后抗剪强度均呈负尺寸效应,且尺寸效应随着法向应力增加而逐渐减弱;锚杆抗剪力随着结构面尺寸增加呈非线性增加。(2)锚杆呈“S”形变形特征,变形角度、剪切变形量和轴向变形量随着结构面尺寸增加呈非线性增加;结构面受锚杆挤压发生破裂的程度随着结构面尺寸增加而减弱。(3)引用“锚杆作用面积”概念,结构面尺寸较小时,锚杆作用面积超出结构面产生“边缘效应”,导致锚杆未充分发挥抗剪性能;随着结构面尺寸增大,锚杆性能得到充分发挥,锚杆抗剪力先迅速增加后保持稳定。

玻璃钢纤维锚杆拉剪性能试验研究

为研究玻璃钢纤维锚杆的抗拉及抗剪性能,开展了玻璃钢纤维锚杆的拉剪试验研究,并基于试验结果分析尺寸效应对玻璃钢纤维锚杆杆体拉剪性能的影响。试验选取了不同直径的玻璃钢纤维锚杆作为研究对象,通过液压式万能试验机和压式剪切器对锚杆杆体进行加载,并全程记录了施加的荷载以及杆体变形量。结果表明:玻璃钢纤维锚杆的抗拉性能高于常用的螺纹钢锚杆,虽然抗拉强度会随着杆体直径的增大而提高,但具有拉伸滞后效应;玻璃钢纤维锚杆的抗剪强度为抗拉强度的1/4,随杆体直径的增大该抗剪强度亦会逐步提升。

UHPC预应力锚固齿块承压性能及尺寸效应研究

预应力锚固齿块作为连续刚构桥的重要传力构件,其力学性能与桥梁结构安全息息相关。为提高预应力锚固齿块力学性能,以某连续刚构桥预应力锚固齿块为研究对象,提出超高性能混凝土(UHPC)新型齿块。开展常规混凝土(RC)预应力锚固齿块与UHPC预应力锚固齿块局部承压性能试验,对比研究局部压力作用下UHPC锚固齿块的抗裂性能、极限承载力、破坏特征;同时,由于混凝土结构存在尺寸效应,在前期试验的基础上,通过有限元模型探究UHPC预应力锚固齿块承压性能的尺寸效应。研究结果表明:局部压力作用下,UHPC预应力锚固齿块的荷载-位移曲线具有明显屈服平台,属于延性破坏,最终的破坏是由于底板混凝土开裂所致;而RC预应力锚固齿块在局压荷载下呈脆性破坏,最终的破坏是由于齿块锚固区混凝土劈裂所致。由于钢纤维的桥接作用,UHPC预应力锚固齿块具有较好的抗裂性能与承压性能,其开裂荷载为RC预应力齿块试件的1.74倍,极限荷载为2.19倍;最后通过数值分析得出,在底板混凝土强度足够的情况下,UHPC预应力锚固齿块的极限强度尺寸效应不明显,但随着尺寸加大,由于底板强度的尺寸效应明显,降低了齿块整体强度,因此,对于尺寸较大的UHPC预应力锚固齿块,建议同步提升底板强度,以充分发挥预应力锚固齿块的承载能力。

油气输送管道锚固墩推力计算及设计优化

埋地油气输送管道在输送温度较高介质时,一般采用锚固墩对热煨弯管进行保护,通过对锚固墩推力(承受的推力)计算和校核计算,可以对锚固段的尺寸进行优化,以节省工程投资和占地面积。通过对热煨弯管进行受力分析可以确定其是否存在危险角度,从而使锚固墩的设置具有针对性;通过锚固墩移动位移与所受推力之间关系研究可以降低锚固墩推力数值的大小,再分析锚固墩尺寸变化对校核计算的影响,可以实现对锚固墩尺寸的优化。对于同一高温油气输送管道,仅需要对存在危险角度的热煨弯管进行保护,考虑锚固墩存在的位移以及热煨弯管本身也可以承受一定的推力,可以降低锚固墩的推力数值并优化其尺寸;采取在被动土压侧锚固墩下部增加横梁以及增加锚固墩墩顶覆土等措施,可以进一步优化锚固墩的尺寸。

大型锚固法兰生产技术的研究与应用

锚固法兰是大口径、高内压、远程输气(油)管道系统中的关键部件。本文针对大型锚固法兰的生产技术开展了自主创新的研发工作。采用理论计算与有限元数值模拟技术相结合的方法进行了结构参数设计,选择了改进型CF62钢作为材料锚固法兰的材质,提出了多种先进适用成形制造方案,采用旋转锻造扩孔技术制造了一批国产化产品,满足了国家重大工程的急需。

扩体锚杆尺寸效应模型试验研究

利用HC-10T-S锚杆拉拔仪,针对扩体段直径(D)和长度(L)2种变化因素,进行了3组扩体锚杆抗拔模型试验,发现扩体段直径因素对扩体锚杆极限承载力影响很大,而扩体段长度因素对扩体锚杆极限承载力影响相对较小。模型试验对扩体锚杆尺寸效应的研究结果,对今后的扩体锚杆设计与施工具有指导意义。

端锚锚杆锚固质量检测最佳激发波的数值模拟

研究在检测端锚锚杆锚固质量时的最佳激发波.针对一种特定型号的端锚锚杆进行数值模拟,确定了数值模拟中不同频率激发波下有限元模型网格的最佳尺寸,得到了针对该型号锚固锚杆质量检测的最佳激发波,在锚杆顶端可以看到清晰的上界面和底端反射波.利用此最佳激发波对脱锚锚杆进行模拟,可以清楚地看到脱锚段的反射波.因此,在工程上可以直接使用此最佳激发波对锚固锚杆进行锚固质量检测.

压力型与拉力型锚杆工作性状的室内足尺模型对比试验研究

基于室内足尺模型试验对比研究压力型和拉力型锚杆的工作性状,给出锚固体轴向应变的分布特点,验证基于Mindlin问题位移解推导出的压力型锚杆锚固段应力分布理论解的可行性,分析了在试验条件锚杆的极限承载力及破坏形式。试验结果表明,拉力型锚固段处于受拉状态,轴向应变值最大值发生在张拉端附近,距离张拉端越远应变值越小;压力型锚杆的锚固段处于受压状态,轴向应变值最大值发生在承载体附近,距离承载体越远应变值越小;拉力型锚杆破坏形式为锚固段注浆体与岩土层间的粘结滑移破坏,压力型锚杆的破坏形式为承载体附近锚杆周围土体剪胀破坏;压力型锚杆极限承载力较之拉力型锚杆在相同条件下有明显提高;实测值与基于Mindlin问题的位移解推导出的压力型锚杆锚固段应力分布理论解较吻合。

黏土中螺旋锚几何尺寸对上拔承载力影响的数值分析

近年来,螺旋锚因其快速安装和立即承受荷载的特性而被广泛应用于输电线路工程中.然而,螺旋锚不同几何尺寸对上拔承载特性影响较大.采取有限元分析对可塑黏性土中螺旋锚的上拔承载特性进行研究,分析螺旋锚几何尺寸对上拔承载力的影响.研究表明:随着螺旋锚埋置深度的增大,螺旋锚上拔力增大,当埋深比H/D>9时,上拔力增大幅度缓慢,上拔力系数基本保持不变.对于双盘螺旋锚,当锚盘间距S=4.5 D时,螺旋锚发挥效率大于90%,每个锚盘相互影响较小的临界间距约为4.5 D;间距及锚盘平均直径相同的三盘螺旋锚,非等直径螺旋锚上拔力略低于等直径螺旋锚,但考虑安装易操作性,宜优选非等直径螺旋锚.

锚题参数特征对IRT真分数等值的影响

锚题是等值中的重要因素，在非等组锚测验设计下的等值，锚题影响着等值结果．也关乎题库建设的科学性。本文基于HSK实测数据，在IRT框架下从锚题数量、锚题内容、参数特征三个方面探讨锚题对等值结果的影响。结果表明锚题数量和锚题并不是影响IRT等值的关键因素，随着锚题数量的改变．等值结果相差不大，等值误差的大小主要与锚题的参数特征有关，锚题难度和区分度高，则等值结果比较稳定。

考生样本量对项目反应理论(IRT)等值稳定性的影响

测验等值使得不同形式的考试能进行比较,从而保证了测验之间的相对稳定性。基于IRT的分数等值是在估计出参数的基础上进行的参数转换,等值结果的稳定性与考生样本量密不可分。本研究针对汉语水平考试(HSK)阅读分测验,采用真实数据模拟共同组锚测验设计,确定等值的参照标准,考察考生样本量的变化对IRT分数等值稳定性的影响。结果表明,考生样本量为2000左右时各种方案的等值结果均比较稳定。考生样本量进一步增大时,等值误差不降反增。

彭溪河特大桥索塔锚固区段足尺模型试验研究

介绍彭溪河特大桥索塔锚固区段足尺模型试验、张拉工艺模型试验及空间有限元仿真分析。通过模型试验与理论计算相结合的方法,研究索塔锚固区的受力状态和安全性能,并测试小半径"U"形环向预应力束预应力损失和伸长量,为优化设计及指导施工提供了可靠的依据。

土层水泥浆预应力锚杆力学分析

上层水泥浆预应力锚杆广泛应用于上层基础加固。锚杆头部主要作用是将拉杆的力传递给建筑物，易于掌握。水泥浆团结体对拉杆的握裹力大小取决于水泥浆质量及拉杆表面的清洁程度与凸凹程度。此类传力方式锚杆没有充分发挥钢筋拉杆的应力，造成锚固段深部上层抗剪应力的浪费，减小锚杆抗拔力。倒拉式锚杆则克服了上述缺点。水泥浆团结体与上层间的作用力对锚杆的极限抗拔力起决定作用，它的大小决定于水泥浆团结体凸体对上层的剪切应力和相对平滑的水泥浆团结体对土层的摩擦阻力。土层蠕变作用限定了锚杆安全系数的取值范围。锚固段要求设置在非重力土楔范围以外的稳定区域。

全长锚固锚杆拉拔试验研究

支护设计最基本的指标是支护能力,即支护的最大承载力。锚杆的支护能力是锚杆对围岩的最大锚固力,由于锚杆在岩土介质中受力的复杂性、多变性,因此锚固能力的计算十分困难。工程中常用拉拔试验来确定粘锚能力,但由于拉拔试验时锚杆体上的粘结剪应力分布与锚杆实际工作时不同,拉拔力并不能作为锚杆的粘锚能力。研究认为,可根据拉拔试验和锚杆的实际承载状态下载荷分布规律的不同,得出最大拉拔力和锚固力之间的关系,为正确地利用拉拔试验来检验锚杆安装质量和评估锚杆锚固能力提供理论依据。

开挖条件下节理围岩特性及其锚固效应模型试验研究

本文通过堆砌大比尺结构模型并进行地下洞室分步开挖模型试验，研究节理对洞室围岩变形和破坏的影响及锚杆对节理围岩的锚固效应．试验应用ＣＣＤ画像处理法和光学照相法进行位移观测。

斜拉桥锚拉板式索梁锚固区尺寸参数灵敏度分析

为了探究锚拉板式索梁锚固结构在设计时结构参数的选取对结构最大应力的影响,以某斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构为例,利用有限元软件ABAQUS建立节段的空间板单元模型,并基于足尺模型的静载试验验证有限元分析合理性,通过MATLAB建立尺寸参数与控制点应力的数学模型,并基于Sobol全局敏感性分析方法,分析各类尺寸参数对结构最大应力的敏感性。试验与有限元数据对比表明两者的传力途径基本一致,说明有限元分析合理,最大应力一般出现在锚管与锚拉板连接焊缝处或者圆弧倒角处,灵敏度分析得到锚拉板的厚度、锚管半径和焊缝长度对结构最大应力的敏感性较大。基于以上结论通过改进的EGO算法对结构进行了尺寸优化,与原结构相比优化后构件的控制应力、焊缝处局部平均应力、应力集中系数均明显下降,这对于相关结构参数的研究具有重要意义。

扁形锚垫板的结构和尺寸设计

扁形锚垫板的结构和尺寸设计大多来源于工程经验,虽然相关规范很多,但没有具体的尺寸计算方法可供研发人员参考。针对上述问题,利用后张法预应力传递原理、现有的规范和工程经验,以5孔扁形锚垫板为例研究了普通扁形锚垫板的设计和计算方法。利用有限元分析软件ANSYS建立了扁形锚垫板模型,模拟了在工程中广泛应用的预应力锚固结构的传力过程。

深基坑微型桩—预应力锚杆复合土钉墙支护的变形分析

微型桩—预应力锚杆复合土钉墙具有施工方便、质量可靠的优点,广泛应用于深基坑边坡支护中,目前主要对其稳定性进行分析,对其变形特性的研究还比较少。本文依托湘潭市某微型桩—预应力锚杆复合土钉墙支护工程,运用理论计算方法弹性支点法对支护结构进行了不同工况下的变形计算,同时对工程进行变形监测工作,将理论计算结果与现场监测数据进行比较分析,确定微型桩—预应力锚杆复合土钉墙的变形特点,总结变形规律,为类似工程设计与施工提供参考。

黄冈公铁两用长江大桥大规格斜拉索冷铸锚固体系质量控制

黄冈公铁两用长江大桥主桥为(81+243+567+243+81)m双塔双索面钢桁梁斜拉桥,斜拉索最大规格为PESC7-475,单根重约50t。大规格冷铸锚固体系的质量控制是斜拉索整个制作过程中的重点和难点,为保证其制作质量,通过制作试验索,对原材料质量、工序进行质量控制,并对试验索进行疲劳和静载试验。结果表明,冷铸锚固体系的各项性能指标符合设计和规范要求。按照试验索成熟的冷铸锚固体系制作工艺、质量控制方法,完成了该桥152根斜拉索的制作,超张拉检验得出冷铸锚分丝板内缩值均不大于6mm,两端冷铸锚固体系完好,锚杯和螺母旋合正常,斜拉索合格率100%。

辽东湾多锚单片张网网目尺寸选择性研究

为掌握网目尺寸对多锚单片张网捕捞生产量、渔获种类及渔获物规格等指标的影响,采用主网衣网目尺寸为18 mm的生产网,及主网衣网目尺寸分别为25、35、45 mm的试验网各5片,将其连接成“一”字形,在辽东湾海域进行了10网次的生产对比试验研究。结果表明:各种规格试验网的总渔获量比生产网分别减少12.81%、51.50%、60.81%,其中35、45 mm试验网的渔获量减少更为明显,但主要经济种类的渔获量并未明显减少(除虾类外);生产网(18 mm)渔获物29种,25、35、45 mm网目的试验网渔获物分别为24、17、14种,随着网目尺寸的增大,捕获种类明显减少;生产网中以中华安乐虾Eualus sinensis、葛氏长臂虾Palaemon gravieri居多,棘头梅童鱼Collichthys lucidus、斑尾刺虾虎鱼Acanthogobius ommaturus、日本蟳Charybdis japonica、口虾蛄Oratosquilla oratoria为4种网具共有的优势渔获种类,而试验网随着网目尺寸的增大,虾类被释放,且各类优势种最小体长组释放比例明显增大,幼鱼捕获量明显减少,兼捕现象得到缓解。研究表明,主网衣网目尺寸为35 mm的试验网对优势种的选择性较高,且能够为渔民获得较好的经济效益,本研究成果可为中国多锚单片张网的结构优化提供数据参考。