锚索桩设计计算的几个力学问题及有关概念探讨

分析探讨了锚索桩设计计算的几个力学问题及有关概念。传统上对于桩身嵌入段的计算,须根据桩身与桩周岩土的相对刚度划分为刚性桩和弹性桩两种不同的计算模型,并各自对应不同的算法及计算公式,通过对两种模型计算式的数学极限分析表明,刚性桩模型算式仅为弹性桩计算法中将嵌入段的桩身刚度取很大值下的特例,两种模型算法在力学本质上是统一的。由锚索桩嵌入段分别按弹、刚性桩模型算式的位移、转角的对比分析可知,基于弹性桩模型计算出的锚索受力大于按刚性桩模型,以弹性桩模型进行锚索设计偏于安全,而嵌入段的换算长度取1.3("m法")或0.8("常数法"),从工程设计角度方可作为刚/弹性桩模型的划分判据,此时两种模型的最大位移或转角差别才小于5%。桩上锚索倾角的力学效应除矢量分解作用影响水平锚拉力大小外,更重要的是将影响锚拉点处的水平约束刚度,进而改变锚索桩超静定结构的受力分担,因此锚索最优倾角的选取可使较好地控制桩身位移且降低锚索初拉力得以兼顾。力图令桩身正负弯矩峰值大致相等的所谓"平衡设计原则"实际上具有较强条件性,须依赖于锚索既要初拉力合适又能在正常工作状态下具备足够大的锚拉力。

索道桥施工控制参数的精细数值解析算法

为了提高索道桥施工控制参数的计算精度,在分析既有近似解析算法原理的基础上,基于全桥主索无应力索长不变量,统筹考虑锚跨和主跨缆索架设过程中索段的相互转换影响,提出了精细数值解析算法。通过算例对比分析了近似算法和精细算法的计算精度差异,结果表明:施工过程中钢索无应力索段长度在主、锚跨之间相互转换和温度变化的影响不容忽视。锚索倾角对主索受力、线型的影响相对较小。忽略锚索垂度,对于无应力索长计算精度的影响甚微;而忽略锚索倾角,则影响很大。近似解析法得到的主跨钢索垂度值的误差较大,而索力值和索长值的误差较小。精细数值解析算法的计算结果高精度地满足了构件变形协调条件,计算效率高。

大倾角超宽断面条件下切眼安全施工工程实践

金家渠煤矿110302工作面切眼倾角36°~40°、断面跨度8.3~9.3 m,综合分析大倾角、超宽断面、富含水层等条件因素,按‘导硐’和‘扩帮’两阶段作业,以减少巷道围岩扰动尺度,切眼导硐阶段选用‘上山式’、扩帮阶段选用‘下山式’的作业方式;并通过围岩极限平衡区范围确定了顶板载荷及‘锚杆’加‘锚索桁架’联合支护方案,该工艺安全可靠、巷道围岩变形可控,为工作面的如期安装创造了条件。

大倾角综采工作面切顶卸压沿空留巷工艺技术

根据锦旸煤矿一采区-260 m综采工作面和巷道条件,采用切顶卸压自成巷技术对上巷进行沿空留巷,在上巷采用“恒阻锚索+铁板托盘锚索”加固,对上巷的下帮进行深孔爆破技术预裂顶板,爆破后采用U型钢配金属网和粉煤灰进行辅助支护、挡矸、与采空区隔绝,工程实践中取得效好安全生产效果。

大倾角煤层回采巷道支护方案设计

针对大倾角煤层回采巷道支护难度大、支护效果差的问题,在分析锚杆支护理论和锚杆支护可靠性的基础上,分析了大倾角煤层回采巷道矿压显现规律和锚杆支护在大倾角煤层巷道支护的可行性。最后,根据煤矿地质条件及煤层特点确定了巷道顶板、两帮及底板的支护参数。

乌东德水电站左岸地下电站小夹角陡倾岩层主厂房开挖支护技术

从地下厂房布置与地质条件的关系出发,阐述了地下厂房的开挖、支护施工技术与成效,重点研究小夹角陡倾岩层下开挖分层与爆破方式优化、仰角锚索施工技术创新、直立隔墙对穿锚固技术优化、直立高边墙挖空率与围岩稳定的关系等问题,运用数据统计对比进行了分析。本文提出的优化创新技术对土建工程洞室布置、开挖与支护技术应用具有一定的参考价值。

大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法

为安全快速地实现大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角的施工调整,针对空缆状态下锚跨索力与散索鞍偏角相互耦合的结构特殊属性,研究了锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法。基于小变形假设,并结合大跨度悬索桥的结构特性,计算出散索鞍IP点沿其支承滑移面的平动刚度,根据散索鞍IP点处的力平衡条件,推导出锚跨索影响矩阵,继而将锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的目标函数用锚跨索弹性伸长量和散索鞍偏角的形式表示;借助数值仿真软件,基于迭代求解的方式建立了大跨度悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的计算方法,并根据数值模拟结果提出了锚跨索施工调整顺序及调整量的优化方法。研究结果表明:由锚跨索影响矩阵计算所得的调整后索力同实测值保持一致;按照优化后的理想锚跨索调整方案计算得到的最终索力理论误差在0.1kN以内且调整过程未出现索力过大或者过小的情况;该计算方法理论上能够安全快速地实现锚跨索力及散索鞍偏角的施工调整,且可满足锚跨索的抗滑移要求,具有一定的工程应用价值。