渐进式滑坡锚索抗滑桩预应力张拉值计算

依据渐进式滑坡蠕变特点,现有锚索抗滑桩计算模型针对渐进式滑坡桩–锚–土三者相互作用过程考虑较少。针对这一问题,将渐进式滑坡缓慢失稳的变形特征和预应力锚索抗滑桩从空载到满载动态工作过程相结合,利用Winkler弹性地基梁理论,优化了锚索抗滑桩桩–锚变形协调条件,考虑桩后土压力渐进变化过程,构建不同工况桩–锚–土协同工作的计算模型,推导了预应力锚索抗滑桩施工阶段初张拉值的计算方法。结合工程算例和有限元软件数值模拟结果,为获取较高精度的计算数值,采用MATLAB软件编译程序进行计算分析。结果表明:1)渐进式滑坡“稳定–蠕动–失稳”阶段性变形特点决定了预应力锚索抗滑桩“空载–加载–满载”三阶段桩–锚动态内力变形过程,明确了各阶段桩后可能存在的土压力模型,单纯进行满载阶段锚索拉力设计不符合渐进式滑坡实际作用机理,进一步证明施工阶段锚索预应力张拉值设计的重要性;2)渐进式滑坡推力由尚未产生的初始空载阶段至完全作用的满载阶段,两阶段并非互相独立存在,二者通过桩–锚变形协调条件相互作用,表明了施工阶段抗滑桩预应力张拉力值大小受满载阶段桩锚内力及变形大小的影响;3)依据渐进式滑坡锚索抗滑桩动态内力变形过程,保证抗滑桩受荷段和锚固段内力大小均衡相等,优化了满载阶段全桩弯矩平衡设计原则,确立了以静止土压力作为施工阶段预应力张拉值设计标准,对比表明,此计算方法优于其余4种现有算法,同时有限元数值模拟结果与本文算法贴合度较高,进一步验证了此计算方法的合理性和可靠性。研究成果可为渐进式滑坡中预应力锚索抗滑桩的设计计算和施工提供技术指导。

压力分散型锚索在高边坡加固工程中的应用研究

压力分散型预应力锚索主要材料为钢绞线,具有防腐能力出色,服务年限较长,施工工艺成熟度高等优点,在高速公路典型开挖路段高边坡加固中,由于其锚固部位分散,结构合理,整体锚固力大,逐步取代常见钢筋型锚杆、锚索,应用于预应力张拉施工中。本文研究施工过程中通过试验方法确定科学的张拉工艺参数,保障高速公路挖方边坡加固成效。

压力分散型预应力锚杆的力学机理研究

通过对压力分散型预应力锚杆锚固段的受力分析,推导出了该类型锚杆的剪应力和轴力分布的解析解。在此基础上,对比了压力分散型锚杆与压力集中型锚杆的受力性能,结果表明,压力分散型锚杆的剪应力和轴力都大幅下降,避免了应力集中。讨论了岩土体的力学参数和预应力对剪应力和轴力的影响,结果表明,岩土体弹性模量和内摩擦角越大,则剪应力峰值越高,轴力衰减越快,且剪应力和轴力分布越集中;预应力越大,则剪应力和轴力越大;黏聚力越大,则剪应力有所增大而轴力有所减小,但影响不大。

压力分散型锚索作用效果的数值模拟分析

通过FLAC3D程序,用实体单元模拟了岩体和砂浆体,用结构单元来模拟锚索,在砂浆体和岩体间设置接触面,对锚索施加预应力时采用新的建模方法,即通过结构单元来模拟压力分散型锚索的承压板,代替在承压板的位置施加均布力的方法,建立预应力锚固数值仿真模型。通过模拟试验,分析了接触面单元、岩体单元以及砂浆体单元的应力云图等,更加清晰地显示了压力分散型预应力锚索作用下岩体沿锚索轴向的应力、砂浆体与孔壁之间的粘结应力分布等情况。

适用于软岩边坡加固的压力分散型预应力锚索锚固机理研究

利用有限差分程序FLAC对压力分散型预应力锚索的锚固机理进行了研究。和拉力集中型锚索相比,压力分散型锚索有以下优点:锚固段浆体轴力峰值仅为拉力集中型的1/n(n为承载体的数量)且为受压状态;剪力峰值较小且能较均匀地分布于整个锚固长度上;可以提供较大的锚固力。这些特点说明压力分散型锚索更适用于软岩边坡的加固,增加承载体的数量是提高压力分散型锚索锚固力、改善其受力状态的有效途径。

压力分散型锚索锚固段力学性能试验研究

对压力分散型锚索锚固段力学性能进行现场试验,并对试验锚索进行回收。对锚固段应力分布状态进行观测,根据试验结果拟合出压力分散型锚索锚固段应变分布方程和轴力分布方程。现场试验和理论分析证明,其独特的结构型式决定其具有可靠的防腐蚀性能,其承载能力和锚固性能均优于传统的拉力型锚索。另外,压力分散型锚索还具有可回收性,很好地解决城市中锚索超越"红线"施工的问题,在城市深基坑加固工程中必将得到广泛应用。

压力分散型锚索与拉力集中型锚索抗振性能研究

京石客运专线石家庄明挖隧道工程与既有京广铁路线近距离并行长达5 km,为了摸清列车动载对桩锚支护结构的影响,以及不同锚固形式对动载的响应特点,特在该隧道设立压力分散型锚索试验段,与现场普遍采用的拉力集中型锚索锚固段相对照,进行长期应力、应变量测。在此基础上,对实测数据进行了系统的整理和分析,对比了压力分散型锚索与拉力集中型锚索在应对动载方面的不同特性。研究表明,压力分散型锚索的抗振性能是拉力集中型锚索的5倍,而且具有应力调整时间短、长期抗振性能稳定,预应力损失幅度小、比例低的优点。

张拉工艺对压力分散型锚索荷载不均匀系数的影响

压力分散型锚索锚固段受力均匀并有可靠的防腐蚀系统,特别是在软弱破碎地层中可以提供高于拉力型锚索数倍的承载力,近年来在国内岩土加固工程中逐步得到应用。由于压力分散型锚索各承载体单元长度的差异,容易导致锚索各承载体单元荷载的差异,对锚索的加固效果产生不利影响。通过对压力分散型锚索荷载不均匀系数的探讨,分析不同张拉工艺时压力分散型锚索的荷载不均匀系数,探讨消除和减小锚索荷载不均匀系数的对策,提出工程加固中合理选用压力分散型锚索的建议。针对不同工程条件通过对锚索张拉工艺的调整,可以大大降低锚索的荷载不均匀系数,说明压力分散型锚索不仅适用于临时工程,也可以满足永久性工程需要。

高边坡压力分散型预应力锚索施工工艺研究

压力分散型预应力锚索由于具有较多优点而在复杂高边坡加固工程中应用得越来越广泛,施工中结合边坡岩体性质和设备条件,科学合理地选择施工工艺是其取得理想效果的关键环节。结合金-丽-温高速公路17标段工程实例,从施工组织、现场试验、钻孔、注浆、张拉、监测等方面对压力分散型预应力锚索施工工艺进行了详细论述,为类似工程提供一些借鉴经验。

高边坡压力分散型预应力锚索施工技术与安全质量管理

压力分散型锚索是一种新型的单孔复合型锚固体系,具有可分段受压、承载力高、耐久防腐性好等特点,适合用于高边坡的支护与加固。但在高边坡工程实践中,施工难度大,技术要求高,安全隐患多,有必要探讨压力分散型预应力锚索施工技术和安全质量管理方法,以便提高施工水平,促进安全质量管理。为此,以某水电站在"5·12"汶川地震后采用压力分散型预应力锚索加固为例,阐述了高边坡压力分散型预应力锚索施工技术与安全质量管理措施,可为以后类似工程施工与管理提供借鉴。

压力分散型锚索锚固段荷载分布特征的现场试验研究

根据压力分散型锚索的设计理念,研究外部荷载作用下锚索锚固段各单元体中的荷载分布特征与有效受压锚固长度,为压力分散型锚索的锚固支护提供设计依据。试验锚索全长为32 m,锚固段长为18 m,各单元体长度均为4.5 m,通过在锚索锚固段安装微型高灵敏度应变传感器的试验方法,得到锚索锚固段的荷载传递规律与分布特征。试验结果表明:依据现有锚索规程中对压力分散型锚索的张拉方法,锚索各单元体并未起到均匀分担外部荷载的作用。随着外部荷载的逐渐增大,位于锚固段中间部位的第2单元体与第3单元体的受荷值要明显高于两端第1单元体与第4单元体的受荷值。锚索锚固段也并不是完全处于轴向受压状态,且各单元体的有效受压锚固长度也并不相等,第1～4单元体有效受压锚固长度分别为1.5、2.9、2.8、4.5 m,有效受压锚固长度整体分布特征表现为第1单元体<第2单元体<第4单元体,而第2单元体与第3单元体的有效受压锚固长度相近。

压力分散型锚索内力变化规律试验研究

对压力分散型锚索的每个承载体单元采用了分级循环加载的方法,通过新的地质力学模型试验,研究压力分散型锚索各单元内力变化规律,并根据试验方法和压力分散型锚索锚固段的受力状态,导出了分级循环加载条件下接触面满足摩尔-库仑强度条件时的弹性理论解。试验结果表明,在软岩和粉土地质条件下,前者的注浆体应变和剪应力分布相对后者比较集中,加载过程中单元间影响相对较小;基于摩尔-库仑准则的弹性理论解可以较好地描述锚索注浆体在分级循环加载后的应变和剪应力分布规律。研究结果对正确分析压力分散型锚索加固作用机制和锚固工程设计具有较好的参考价值。

松散破碎岩体锚固与监测技术应用研究

松散破碎岩体质量差、变形大、强度低,其加固技术难度大。合理有效的锚固技术是保证松散破碎岩体锚固效果的关键,采用压力分散型预应力锚索锚固因具有诸多优点而成为加固松散破碎岩体的有效技术。针对浙江金丽温(金华—丽水—温州)高速公路K81段边坡特点,综合考虑多种因素对支护设计方案进行优化,探索压力分散型锚索现场施工关键技术(如锚固力短期损失控制技术、补偿张拉控制技术和初始锁定值大小控制技术等)。现场监测数据表明,优化后方案可改善锚固效果,增强边坡稳定性。

压力型锚索锚固工程原型监测与分析

结合实际工程,开展压力分散型预应力锚索的原型长期测试研究,测试结果表明:压力分散型锚索预应力变化自张拉锁定开始,均经历快速下降、波动变化和平缓变化3个过程;边坡地表竖向位移和水平位移前期发展较快,后期变形渐趋稳定;坡体深部未出现大变形的潜在破裂面,说明边坡处于稳定状态,即在破碎软弱岩体中采用分散压力型预应力锚固工程是可行的。可为今后类似锚固工程提供参考。

硬岩边坡预应力锚索地梁坡体压力分析方法

由于在两个实际受力阶段坡体与地梁间的相互作用机理不同,硬质岩体边坡预应力锚索地梁上的坡体压力应分为锚索张拉阶段和工作阶段分别分析,提出在锚索张拉阶段可利用弹性半无限体理论近似分析地梁下的坡体压力,而在工作阶段则可用极限平衡法近似解析地梁下的坡体压力,分别推导了具体的简化计算公式,得到了两阶段预应力锚索地梁下坡体压力的分布模式及其影响因素,实例计算结果表明,对于两阶段分别提出的简化分析方法是较为合理的。

溜井封堵压力分析及其工程应用

本文针对满井条件下影响溜井封堵的关键因素溜井封堵压力进行了探讨分析,并在杏山铁矿的主溜井封堵结构中进行了工程应用。分析结果表明,Janssen公式法、规范推荐法、日本溜井委员会推荐法及《采矿技术手册》推荐法计算结果相当。以此为依据,在杏山铁矿主溜井封堵工程中制定了以跟管钻进-可控注浆-预应力锚索为整体技术的大垮塌溜井封堵结构体系,监测结果显示封堵结构稳定。研究结果和工程实践能够为类似条件下的溜井封堵结构设计和施工提供参考。

预应力锚索抗滑桩力系实测及预应力影响效应分析

目前,对于预应力影响下抗滑桩外荷载的变化情况尚不明确,为进一步探讨该问题,以山西离柳焦煤新民二矿南山滑坡治理工程为研究对象,对抗滑桩桩背土压力及预应力锚索锚固力进行了长期的现场实测,重点分析了土压力的分布规律、变化情况以及锚索预应力的损失情况,在此基础上分析了预应力对滑面以上桩背土压力的影响效应。结果表明,预应力施加阶段对滑面以上桩背土压力的影响主要与初始预应力大小以及锚索抗滑桩结构形式有关;滑坡推力作用阶段对土压力的影响主要表现为对滑坡推力分布形式的影响,在预应力锚索长期作用下,滑坡推力分布趋于更加均匀。

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 .

在动载作用下钻孔卸压和预应力注浆锚索底臌治理巷道的动态响应研究

利用数值分析方法研究了常村矿井巷在动载作用下原巷道、钻孔卸压、预应力注浆锚索底臌治理巷道的动态响应。研究结果表明:在锚索加固区范围内预应力注浆锚索底臌治理巷道相对于原巷道和卸压孔底臌治理巷道的应力峰值均有所减小;原巷道和卸压孔底臌治理巷道在动载作用下引起的位移增量比较接近,而预应力注浆锚索底臌治理巷道位移增量明显要小于原巷道和卸压孔底膨治理巷道位移增量;每种支护形式的底板是振动最剧烈的地方,注浆锚索底臌治理巷道拱底振动速度和振动加速度峰值最大,其次是卸压孔底臌治理巷道,最小是原巷道。研究结果可为动载作用下矿井巷底臌的治理技术设计提供参考。

预应力锚索格构梁支护机理及现场试验研究

研究目的:论文详细分析了预应力锚索格构梁挡墙的支护机理;通过对北京市门头沟该类型挡墙应力应变的长期监测,研究施工与服役期间墙后土压力、格构梁受力和锚索预应力损失等变化特征,完善该类型挡墙工作机理。研究结论:(1)填土加载是测试点土压力变化最主要的原因,第一次回填加载的影响最大,后期回填加载影响较小;(2)由于锚索的存在,墙后侧向土压力的分布不是简单矩形、梯形、三角形,变化曲线呈现"W"型;(3)侧竖向压力比值K与埋深有关,并出现了大于1的情况;(4)锚索会出现拉应力随着时间而减小的松弛现象,对于永久性工程的锚索格构梁需要进行再次张拉提高其拉力;(5)本论文成果能为类似预应力锚索格构梁支护工程的设计维修提供参考。