RESEARCH ON APPLICATION OF ARTIFICAL NEURAL NETWORK EXPERT SYSTEM IN DIAGNOSIS OF DAMAGE OF PRESTRESSED CONCERETE PILES AND BOLT

The expert system (ES) techology is combined with artificial neural network (ANN) theory and engineering experience. Based on the framework of artificial meural network, a BackPropagation is structured. Discuss the use of ANN for non-linear diagnosis of damage of prestressed bolt and prestressed concrete piles (PCP) during driving in rock underground engineering and civil engineering. IN terms of Chinese windows95 utilizes C+ + and AINET and XI-PLUS software, make it a reality.

Theoretical and experimental research on characteristics of lateral vibration for a pre-stress bolt supporting system

According to the structure and stress trait of bearing bolts,a lateral-vibrationmechanics model was established for them,and the relation between lateral-vibration frequencyand axial load was analyzed;then,lateral-vibration trait of bearing bolts was studiedthrough laboratory simulation test.The results indicate that vibration frequency of boltsupport system increases as well as axial force,the detection on axial load of bolts can bemade by generating lateral vibration of bearing bolts.Theoretical and experimental researchresults show that frequency method is effective for detecting the axial force of boltsupport system.

风力发电塔基础预应力锚栓T型法兰连接系统计算方法研究

由于锚固区域基础刚度的影响,风力发电塔基础预应力锚栓组件受力不同于塔筒钢管间锻造法兰连接系统。基于Petersen计算方法的原理,推导出适用于预应力锚栓式风力机基础的计算方法,建立包含锚栓组件在内的单区隔和整体有限元模型研究基础约束刚度的空间效应。通过对单区隔和整体有限元计算所得锚栓拉力的对比发现,基础约束刚度的空间效应可忽略不计;通过对整体有限元模型计算结果和工程算法计算结果的对比,验证了工程算法的精度。

装配式车站结构榫槽式预应力螺栓接头抗弯性能

[目的]合理的接头结构对车站安全至关重要,因此有必要研究附加预应力措施对装配式车站结构接头抗弯性能的提升效果。[方法]建立了采用预应力螺栓连接的榫槽式预应力接头精细化有限元模型,通过四点弯曲的加载方式,分析了不同螺栓设计参数对接头抗弯承载性能的影响。[结果及结论]在弯矩加载过程中,采用预应力螺栓连接的接头构件表现出较好的整体性,凹侧构件受拉侧手孔位置的应力集中引起了附近混凝土的受拉破坏;预应力螺栓接头构件的竖向位移及接缝张开量均随着螺栓直径、螺栓长度的增加而逐渐减小,其减小幅度随着螺栓直径、螺栓长度的增大而逐渐递减;设置螺栓预紧力能够显著提升接头的抗弯能力,其对接缝张开量的变形控制效果十分明显;提出了预应力螺栓直径、长度、预紧力等设计参数的优选建议。

缓凝型水泥浆液配合比优化及锚孔浆岩界面特性影响研究

针对预应力锚杆后张法施工中自由段浆液流动性和缓凝效果差的工程难题,提出使用标准型聚羧酸减水剂作为掺加剂以实现水泥浆液缓凝并提高其工作性能,探究其对锚孔浆岩界面特性的影响。采用室内试验、SEM电镜扫描等手段,结合Matlab多目标优化等方法,对掺加减水剂的缓凝型水泥浆液的锚固性能及配合比优化展开研究,得出适用于预应力锚杆自由段的注浆材料及其最优配合比,并与现行规范推荐配合比进行锚孔横断面结石特性对比试验。研究结果表明:1)随着水灰比增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率和抗压强度减小;随着减水剂掺量的增大,水泥浆液的流动度和凝结时间增大,体积结石率减小,减水剂对浆液抗压强度影响较小;2)未掺加减水剂时,浆液结石体致密性随着水灰比的增大而降低,掺加减水剂使得浆液结石体表面局部存在相对较大尺度的孔或孔隙,对宏观结石体强度有一定影响;3)通过Matlab多目标优化方法推荐了缓凝型水泥浆液最优配合比为水灰比0.3,减水剂掺量1.85%,相关性能参数符合规范要求,且流动度与抗压强度较规范推荐配合比分别提升了72.3%和107%;4)浸水围岩会弱化浆岩界面的抗剪强度,因此在锚杆灌浆过程中保证横断面结石率有利于提高浆岩界面的抗剪强度,本文提出的最优配合比浆液抗剪强度优于规范推荐配合比浆液。

浅埋大跨岩质隧道主动支护作用机制研究与应用

预应力锚杆主动支护技术在隧道工程的应用日益增多,但其对浅埋大跨岩质隧道的适用性及作用机制尚未明确。以青岛地铁暗挖车站为依托工程,开展调研分析、数值计算和模型试验,对比分析预应力锚杆与非预应力锚杆对块状围岩的支护作用,从围岩应力补偿、块体围岩挤压成拱和危险块体控制3个方面研究浅埋大跨岩质隧道主动支护作用机制及理论模型,并进一步开展现场应用。结果表明:原支护方案主要沿用了土质隧道支护理念,对岩质围岩自承能力的认识和利用不充分;锚杆预应力(100 kN)使围岩拉应力区消失、塑性区大幅度减小,并使围岩结构面的法向挤压接触应力提高约0.2~0.3 MPa,有效控制结构面两侧岩体的滑移错动,提升了隧道围岩整体稳定性;建立的主动支护理论模型将传统主动支护应力补偿对象由开挖面聚焦至岩体结构面;主动支护新方案较原支护方案的支护材料减量约30%,工期缩短约17%,隧道沉降量减小约50%。

全长预应力锚注支护下深部巷道控制效果对比研究

本文基于后注浆的全长预应力锚注支护工艺,并通过对FLAC3D软件中内嵌PILE结构单元修正,提出了全长预应力锚注支护数值模拟方法。在此基础上,开展了地应力、原岩强度等级、支护构件长度、布设间距、注浆强化指数与预应力6种因素下巷道围岩控制效果数值模拟对比研究,揭示了各类因素对围岩变形量、塑性区演化的影响规律,构建了全长预应力锚注支护下控制效果敏感性评价指标,将影响因素依次划分为围岩强度、地应力、锚注支护构件设计3个层级,并根据各因素敏感性层级给出了工程措施建议。最后,以现场典型软弱破碎地层巷道为工程依托,研发了具有强度高、可施加预应力等优势的组合式高强注浆锚杆与高强中空注浆锚索。通过现场应用,验证了全长预应力锚注支护可有效增强软弱破碎围岩自承载能力,充分发挥锚固构件的支护潜力,限制巷道围岩变形破坏。

富水砂层深基坑支护结构模拟分析与优化

基于北京市通州区某深基坑工程,依据降水开挖及支护方案,使用midas GTS NX软件建模研究了在土钉墙-桩锚联合支护下,不同锚杆条件对富水砂层深基坑开挖变形特征的影响,并基于实际施工方案进行支护结构优化。结果表明,桩锚支护中预应力锚杆能够有效加固深层土体,约束其水平位移,显著改善基坑稳定性,相较于无锚杆情况,坡顶和桩顶的水平位移最大值分别减少了60.9%和75.4%;桩锚支护情况下,桩身侧移随桩直径的增大先减小后增大,存在最优桩直径范围,且该范围受到锚杆预应力大小的影响。

高强预应力锚杆力学性能实验与支护研究

高强预应力锚杆支护是传统锚杆支护技术的进一步优化发展。由于深部巷道具有围岩破碎、高应力等复杂地质特征,更多的高强预应力锚杆替代传统锚杆应用于其中。本文通过理论分析,预应力转化试验,左右旋锚杆拉拔试验以及锚固力试验,对比分析高强预应力锚杆的力学性能,揭示了新型左旋高强预应力锚杆加固围岩的支护机理。研究结果表明:(1)理论分析锚杆在围岩中的作用机理,阐明了预应力锚杆对围岩的加固作用;(2)滚丝锚杆扭矩转化成预紧力的效率约为等强全螺纹锚杆1.7~1.9倍;不同直径的左旋滚丝锚杆力学性能均优于右旋全螺纹锚杆,左旋螺纹钢锚杆锚固力大于右旋螺纹钢锚杆;(3)分析新型左旋高强预应力锚杆的结构,其具有预应力高、锚固力高、有效断面大等优势。本研究为深部巷道围岩支护技术的优化与创新提供了有益的参考和借鉴。

预应力锚杆参数对边坡支护作用效果影响研究

为了研究预应力锚杆参数对边坡支护作用效果的影响,通过FLAC3D数值模拟技术进行分析研究,得出不同锚杆长度和直径参数下的锚固力。研究表明:(1)通过研究不同锚杆长度对边坡支护作用的影响,发现锚杆的长度宜不小于8 m,若小于8 m,则无法对边坡提供足够的锚固力;当锚杆长度超过10 m时,无明显的锚固作用,说明预应力锚杆支护作用存在合理的锚杆长度参数。(2)通过研究试验模型中的预应力锚杆直径参数发现,随着锚杆直径的增大,相同编号的锚杆的轴力不断增大。说明预应力锚杆支护宜选用大直径锚杆,但同时应综合考虑经济效益和安全性,选用直径合适的锚杆。

“预应力锚杆围岩”锚固体系承载效应及力学分析

针对巷道围岩变形和应力不协调的工程问题,采用理论分析和数值模拟的方法对“预应力锚杆围岩”锚固体系的应力分布规律和影响因素进行系统研究。研究认为:锚杆预应力可有效改善围岩应力环境,锚杆长度越长、间排距越小,对围岩的控制效果越好,在浅部围岩形成明显的压应力区,可有效控制巷道变形;锚固剂及锚杆构件直接影响锚固体系的应力分布,球形托板扩散预应力的效果要明显优于平板托板,锚固段尾部至锚固段端部区域内应力值变化规律呈现出指数曲线特征。研究成果可为锚杆支护设计提供理论依据。

预应力锚栓风机基础环形局压承载力研究

基于预应力锚栓风机基础中的局压应力在现行规范中没有给出对应的计算公式这一事实,论文阐述混凝土的套箍强化理论,介绍预应力锚栓风机基础常见的配筋设计体系,利用套箍理论分析求解,给出风机基础的环形局压承载力计算公式的建议方法。

关于某项目压力型预应力抗浮锚杆极限抗拔承载力检测试验结果的分析

针对某项目试验锚杆工程检测,就试验锚杆抗拔承载力偏小的情况查找原因,通过对锚杆周围土层的侧阻力、各构件强度及锚杆端部应力计算分析,结合实际施工工艺,得出锚杆抗拔承载力偏小是由于锚杆端部承载体尺寸偏小导致端部浆体在较高应力下被破坏,其原因涉及到设计要求不够详细、施工工艺有难度等方面,从而提出压力型锚杆施工质量控制的几条建议。

涨壳式注浆锚杆在隧道单层衬砌支护工程的应用分析

对涨壳式注浆锚杆在硬岩地层的适应性进行分析,并采用数值模拟和现场试验的方法,结合隧道斜井单层衬砌支护方案进行数值模拟和现场监测分析;数值计算结果表明,左侧节理裂隙发育区的锚杆轴力值较大;现场监测结果验证了数值计算的准确性,Ⅲ级围岩宜以锚杆轴力监测为主,位移监测为辅。

预应力锚栓风机基础混凝土灌浆加固处理浅谈

结合工程实际,对张拉不合格的预应力锚栓风机基础混凝土,从预应力锚栓松动原因、处理思路和注意事项等方面进行分析,并提出处理方案。相关成果可为类似质量缺陷处理提供参考。

框架预应力锚杆支护结构地震永久位移计算

地震永久位移是评定结构抗震性能和安全性能的关键因素,尤其是对框架预应力锚杆支护结构这种复杂的柔性支护结构来说更加关键,其数值取决于结构的材料特性、形式及地震作用的强度等因素。因此,研究支护结构在地震作用下的永久位移对提高支护结构的抗震能力具有重要作用。文章针对框架预应力锚杆支护结构地震永久位移的计算方法展开研究,探究了该结构在地震作用下的变形规律和抗震能力,提出了关于永久位移可行性计算方法。文章主要运用拟静力法、极限分析上限法等理论计算方法,利用极限分析上限法推导得出了框架预应力锚杆支护结构地震屈服加速度,并根据该参数计算了结构的地震永久位移。通过MATLAB编程软件理论计算公式进行计算,并与数值模拟分析结果进行对比,验证了公式的有效性与正确性,可为支护设计提供一定的依据。

风力发电机组预应力锚栓失效分析及对策研究

近些年,风力发电机组大量投入运行,风机倒塔事件在各地频发,其中一部分倒塔是由于预应力锚栓失效导致。通过对基础缺陷、工具使用不当、锚栓笼安装不到位等锚栓失效案例进行分析,提出了对基础缺陷所在位置打孔,采用无机和有机灌浆料对基础进行灌浆加固处理等相对应的解决方案以及预防措施,取得了良好的效果,具有进一步推广价值。

锚杆预紧力对节理岩体抗剪性能影响的试验研究

利用配置的混凝土块体模拟围岩,采用节理直剪的方式,研究了40,80 kN两种预紧力下锚杆对节理岩体抗剪性能的影响。研究结果表明:随着预紧力的提高,锚固节理岩体的初期剪切刚度提高,对于抑制围岩的初期变形,提升锚杆支护效能有重要作用;随着预紧力提高,锚固节理岩体的变形呈阶段性特征,表现为急增阻、缓增阻和降阻3个阶段;井下试验结果表明,提高预紧力,锚杆的工作阻力得到提升,高预紧力全长锚固锚杆支护系统对于节理裂隙围岩的加固效果良好。

确定预应力锚索锚固长度的复合幂函数模型法

通过拟合不同工程类型的锚杆的拉拔试验实测数据,提出了锚固段轴力分布的三参数复合幂函数模型及锚索锚固段轴力分布的两参数复合幂函数模型,由静力平衡条件建立了剪应力沿其锚固长度的分布规律。分析了剪应力分布的特征,提出了一种锚索有效锚固长度计算方法,给出了参数G的取值,指出平均强度法确定锚索有效锚固长度是偏于不安全的。

软岩隧道挤压型大变形非线性流变属性及其锚固整治技术研究

针对隧道高地应力软弱围岩洞室施工开挖变形与围岩失稳以及衬护结构设计问题,阐述开展岩土流变学研究的必要性以及对软岩挤压型大变形非线性流变问题的研究内容和方法,介绍隧道围岩挤压型大变形的定义、变形特征,及国际上隧道围岩挤压大变形的判定。介绍隧道围岩挤压型大变形非线性流变理论、相应的专用设计软件研制及其工程应用,主要介绍有关的研究内容及其创新性方面;以广义Komamura-Huang流变模型为基础,建立一种能较完整地反映围岩二维、三维大变形非线性流变全过程的Komamura-Huang"弹-线黏弹-非线性大变形黏塑性"流变模型,并在ABAQUS软件基础上进行专用软件的二次开发,将其应用于兰新铁路兰武客运专线乌鞘岭铁路隧道岭脊段围岩5~#断层带中,后又应用于甘南木寨岭高速公路隧道和云南滇中红层引水隧洞2处软岩围岩挤压大变形隧道,采用大尺度让压锚杆/预应力长让压锚索进行了整治研究,并分别进行了二维和三维非线性大变形黏弹塑性数值模拟分析。指出有待进一步深化研讨的若干问题。总结针对软岩挤压型大变形沿用现行刚性支护方案的不合理性和失效教训。提出管控/约束隧道围岩大变形持续发展的让压支护锚固技术措施——一种新型大尺度让压锚杆/预应力让压锚索,介绍让压锚具的受力机制及构造,强调其10个关键性设计施工参数。以兰州木寨岭高速公路隧道围岩挤压型大变形非线性流变分析与采用让压锚杆进行工程整治的试验段情况为例,对该隧道围岩挤压大变形进行二维数值模拟,并对施作让压锚杆进行工程整治的主要有关设计参数进行分析计算。"边支边让、大尺度让压锚杆"方法已先后在几处工程中得到了成功实施,取得了应有的经济效益,其工程技术收益应更受业界关注。