动静载下全长砂浆锚固玻璃钢锚杆受力及失效特征分析

针对爆破动载作用下玻璃钢锚杆的损伤失效问题,利用FLAC3D软件建立全长砂浆锚固玻璃钢锚杆数值计算模型,研究了预紧力静载和爆破动载下锚杆杆体、杆体与砂浆界面、砂浆与围岩界面的受力及失效特征,同时分析了动载强度、围岩及砂浆强度对锚杆受力的影响规律,并与现有试验结果对比,验证了研究结果的可靠性。研究结果表明:全长砂浆锚固玻璃钢锚杆最大轴向应力随动载强度的增大呈线性增大而随围岩或砂浆强度的增大而减小,且轴向应力分布较金属锚杆更为集中;两个界面剪应力均是沿杆体轴向迅速增大至峰值后快速减小为0,之后黏结性能相对较弱的界面先发生脱黏破坏,脱黏位置剪应力下降至残余黏结强度,同时剪应力峰值向孔底转移;玻璃钢锚杆剪应力分布较金属锚杆更集中,峰值位置更加突出;动载强度越大,破坏界面的脱黏长度和剪应力分布范围越大,而未破坏界面的剪应力峰值位置也会向孔底转移;围岩强度越大或砂浆强度越小,剪切破坏越倾向于发生在杆体−砂浆界面,反之,则越倾向于发生在砂浆−围岩界面。

隧道爆破开挖作用下砂浆锚杆动力响应特征及安全控制研究

明晰隧道爆破开挖作用下砂浆锚杆的动力响应特征,保证锚杆支护系统的安全稳定是隧道高效建设及安全运行的关键。基于龙南隧道各级围岩爆破开挖工程,采用动力有限元数值模拟软件ANSYS/LS⁃DYNA,分别建立不同围岩级别、不同注浆龄期砂浆锚杆爆破开挖动力有限元计算模型,分析隧道爆破作用下各部位砂浆锚杆的动力响应特征与失效机制。研究表明,各级围岩爆破开挖时,隧道拱顶的锚杆振动速度与轴力均最大,锚杆部件端部为最危险点,沿隧道轴线方向,锚杆的振动速度与轴力均随爆破距离的增大而不断衰减;各部位的锚杆峰值振速随着注浆龄期的增加而减小,轴力随注浆强度的增加而减小,其剪力值也会减小;拱顶锚杆的轴力值与峰值振速具有线性关系,其与围岩级别以及龄期的大小有关,根据锚杆安全轴力可以计算得到不同围岩级别、不同养护龄期隧道爆破开挖砂浆锚杆的安全控制振速。

砂浆受腐蚀锚固体的锚固特性试验研究

采用室内加速腐蚀试验方法,研究了砂浆受腐蚀后砂浆锚杆锚固体的锚固特性变化情况。通过对不同腐蚀阶段砂浆锚杆锚固体中锚杆-砂浆界面以及砂浆-基体界面的黏结强度及荷载-位移关系的测试及分析,得到了界面黏结特性随砂浆腐蚀时间的变化关系。结果表明:随着砂浆受腐蚀程度的增加,锚杆-砂浆-基体三者界面间的黏结强度均呈线性下降,锚杆-砂浆界面间剪切刚度随着腐蚀时间的增加而减小,而砂浆-基体界面间的剪切刚度受砂浆腐蚀程度的影响不大,但界面间的化学胶着力会随砂浆腐蚀程度的增加而降低。

浅埋隧道地表锚杆预加固的作用机理与分析方法

在现场量测与室内模型试验研究成果的基础上，探讨了用砂浆锚杆对浅埋隧道地表进行预加固的作用效果以及锚杆与地层共同作用的力学机理，由此提出了分析锚杆预加固作用效应的计算方法。计算值与试验结果比较接近。

锚杆-砂浆界面黏结滑移关系的试验研究与破坏过程解析

为研究岩石基础锚杆与砂浆界面的黏结滑移关系,分别进行室内短锚中心拉拔试验和现场长锚拉拔试验。在室内试验中,利用配置的6种水泥砂浆分析水泥砂浆强度和含砂率对黏结滑移关系的影响,得到试验的最优配合比。根据局部变形理论,建立能够描述长锚杆受上拔荷载作用时,锚杆-砂浆界面经历弹性状态、塑性软化和开裂滑移3个阶段的数学模型。应用该模型分析现场长锚杆试验数据,计算结果表明:(1)当上拔荷载小于弹性极限荷载时,有效锚固长度为一恒定值,否则有效锚固深度将开始增加;(2)当上拔荷载大于弹性极限荷载后,轴力F随深度z的衰减程度将因上部界面的软化和开裂而放缓。最后,得出有效锚固深度随上拔荷载增大而增加的计算公式。

浅埋隧道地表砂浆锚杆预加固效果研究

本文针对现场工程实例,采用模型试验的手段,探讨了用砂浆锚杆对浅埋隧道地表进行预加固的效果与机理.结果表明,应用这种工程措施,可改善浅埋隧道拱部的受力状态;防止上方覆盖山体向洞口端滑动以及减轻山体的坍塌下沉.文中还对预加固时的有关技术参数,如加固宽度、锚杆间距及长度做了分析研究,其结果可供设计和施工部门参考.

地震作用下锚固参数对岩体边坡锚固界面剪应力分布影响分析

基于FLAC3D软件,以含软弱层的锚固岩质边坡为研究对象,通过修正的cable单元建模和改进剪应力提取方法,利用数值模拟方法系统地分析研究了地震作用下锚固参数对含软弱层岩体边坡锚固界面剪应力分布的影响。研究发现：随砂浆层厚度增加,砂浆–岩体界面脱黏增长,杆体–砂浆界面脱黏减小;随锚杆横截面积增大,锚固界面剪应力向锚头和锚根转移,脱黏增长;适当增加锚固段长度和减小锚杆间距均有利于边坡稳定;一定的锚固段长度下宜适当增大锚杆倾角。揭示了地震作用下锚固参数对边坡锚固界面剪应力分布和锚固机理的影响,对边坡锚固的设计施工具有重要参考价值。

锚杆砂浆粘结-滑移关系的试验拟合分析与模拟

文章按照界面弹簧理论所建立的双曲线模型,对试验实测数据进行了拟合分析,并采用有限元法对锚杆上拔试验进行了模拟,对比计算结果和实测结果得出的主要结论为:采用双曲线模型拟合锚固轴力随深度变化的曲线,可以取得良好的拟合效果;在逐级加载的条件下,界面的剪切刚度呈软化的趋势;在锚固界面没有发生较大滑移的情况下,计算位移和实测位移比较接近。

锦屏电站引水隧洞的岩爆特征及防治措施研究

在高埋深、高地应力地层中进行大断面引水隧洞施工中,岩爆的发生将危及施工安全和洞室成型质量.基于此,结合锦屏二级水电站2#引水隧洞典型洞段的岩爆实例,总结了其时间、空间、烈度及形态方面的特征,提出了岩爆条件下支护设计的整体指导思想,给出了不同等级岩爆的支护参数,保证了后期开挖和支护的施工安全和施工进度.

CGM设备灌浆料在济钢宽厚板工程中的应用

ＣＧＭ 灌浆料具有早强、高强、自流态、微膨胀、抗油渗和耐久等性能特点。在济钢宽厚板工程中所有的地脚螺栓的锚固和主要设备的二次灌浆都应用了ＣＧＭ 灌浆料。

装配式圆竹结构螺栓连接节点的力学性能

近年来,随着新型结构和绿色建材的推广和发展,竹材作为结构材料用于建造新型竹结构建筑开始得到越来越多的关注。针对装配式圆竹结构螺栓组合节点,采用单螺栓、双螺栓和节点域高强度砂浆强化处理3种形式进行静力加载试验研究,分析其承载力和破坏形态。试验结果表明:装配式圆竹结构螺栓组合节点在保证一定构造条件后,可以有效避免脆性破坏,同时使竹材和螺栓的力学性能均能得到充分发挥并形成延性破坏,节点整体受力性能良好。采用双螺栓节点设计及节点域高强度砂浆强化措施可以明显提高螺栓组合节点的承载能力。基于试验建立了力学模型,并推导出组合节点的理论求解公式。通过结果比较发现,解析值和实测值的平均比值可达0.98,表明解析方法具有可适用性。该理论模型可以作为圆竹结构螺栓组合连接节点承载力计算的参考公式。

风力发电机组预埋地脚螺栓基础质量控制措施

华锐风电的3MW风力发电机中,轮毂高度为100m和110m的机型采用了预埋地脚螺栓的结构形式。由于地脚螺栓锚固体系构件数量众多,安装精度要求高,现场施工阶段会发生一些质量问题,不能满足风机安装要求。在设计阶段和施工阶段通过一些专门的方法和措施,来解决地脚螺栓风机基础在建造过程中经常出现的问题。

锚杆拉拔过程中径向力学响应特征研究

锚杆径向力学响应特征对揭示锚杆拉拔破坏机制和丰富当前支护设计理论有十分重要的意义。为了深入探究锚杆拉拔过程中锚固界面的径向力学响应,开展了不同等效围岩条件的套筒拉拔试验,通过应变片监测试验过程中套筒的周向应变计算得到拉拔过程中砂浆-围岩界面径向应力。试验发现砂浆-围岩界面径向应力-拉拔位移曲线分为两种:(1)围岩弹性模量较大时,径向应力随拉拔位移的增大而增大,越过峰值点后先短暂下降,然后又缓慢增大;(2)围岩弹性模量较小时,径向应力随拉拔位移的增大而增大,越过峰值点后逐渐减小。锚杆拉拔承载力和砂浆-围岩界面峰值径向应力均与等效岩体弹性模量存在明显的线性关系,通过拟合得到了其经验公式,同时对比分析了拉拔力-拉拔位移曲线和径向应力-拉拔位移曲线,并对现象做出了解释。

锚杆形态参数对杆体-砂浆界面剪切力学行为的影响

为了研究锚杆形态参数对杆体-砂浆界面剪切性能的影响,开展了杆体-砂浆界面二维等效侧限剪切试验,探究了不同法向应力下各锚杆形态参数对界面峰值剪切强度τmax、剪切耗能值E的影响,基于逐步回归分析的结果表明:对峰值剪切强度而言,肋间距和肋高度是最主要的影响参数,而且这两个参数之间存在明显的耦合关系,肋角度对峰值剪切强度的影响与法向应力大小有关,而肋宽则影响微弱;对剪切耗能值而言,在低法向应力时,其与肋高度有关,而在高法向应力时,其与各形态参数均不显著。除此之外,基于爬坡比K和剪胀角β提出了破坏模式定量分类标准,得到了不同法向应力下锚杆的临界肋间距和肋角度,通过临界值可以判断界面的破坏模式。当肋间距小于临界值时,界面以切齿破坏为主,当肋角度小于临界值时,界面以滑移破坏为主,当肋间距和肋角度均大于临界值时,界面则会出现剪胀滑移破坏或剪切破碎破坏。试验结果为螺纹钢锚杆的形态优化提供了参考,同时为进一步揭示锚杆杆体-砂浆界面的破坏演化过程奠定了基础。

环氧树脂植筋胶水利工程抗冲磨修复的应用

针对万家寨水利枢纽抗冲磨修复工程工期短,施工任务重,而砂浆锚杆施工工效低的问题,提出了使用环氧树脂植筋胶Araldite Kit 680作为锚杆粘接材料。经现场试验和实际施工效果表明,环氧树脂锚杆施工方便、强度高、施工工效高,显著缩短了工期。

浅谈组合式锚杆在隧道施工中的应用

隧道系统锚杆使用时应保证注浆饱满,满足新奥法施工锚喷支护的技术要求。为了解锚杆注浆饱满度及使用性能,试验小组在大别山隧道施工中进行了试用,试用结果证明,组合式锚杆施工工艺合理,可以确保注浆饱满,与传统的砂浆锚杆和普通中空锚杆相比,施工效率基本接近。通过对比分析,推荐选用组合式锚杆。

隧道专用特种压力循环注浆锚固装置及施工工艺的研究

文章针对目前砂浆锚杆存在的问题,介绍了一种具有螺旋杆体、止浆装置和排气管、并可监控注浆压力的锚杆注浆系统。通过模拟试验和现场实践证明,该装置可方便可靠地实现全螺旋砂浆锚杆的有压注浆,具有不失浆、不漏浆以及注浆饱满等特点;且注浆施工工艺操作简单,解决了当前普通砂浆锚杆在施工中不能安装配件和注浆效果差等问题。

大型地下洞室超长砂浆锚杆施工技术

对超长砂浆锚杆的成孔技术、砂浆配合比、注浆工艺、插杆工艺等各个工序进行了研究与试验,分析了全长粘结式砂浆锚杆的施工技术及质量控制要点,总结了大型地下洞室群的超长锚杆施工经验并进行了相应的经济效益分析。

向家坝水电站砂卵砾层边坡锚杆注浆试验

向家坝电站右岸重件运输道路临江侧岸坡地层主要为砂卵砾层,针对该地层松散、架空严重等问题,为优选卵砾石层锚杆注浆施工参数,对岸坡试验区锚杆注浆的浆材配合比、注浆工艺做了分析比较,并进行了不同施工工艺的锚杆注浆试验。试验结果表明,膏浆锚杆的单位耗浆量最低,整体密实度较好,抗拉拔力较高。后续施工中,采用膏浆注浆工艺进行施工,经密实度抽样检测,锚杆施工质量达到优良标准。

软弱夹层参数对岩质边坡稳定性及锚固影响研究

运用FLAC3D有限差分软件建立了含软弱夹层顺倾层状锚固岩体边坡计算模型,并利用改进的cable单元建模获取了锚固界面即砂浆-岩体界面和锚杆-砂浆界面上的剪应力,研究了地震作用下软弱夹层参数(数量、间距、厚度、倾角)对边坡锚固界面剪应力和边坡稳定性的影响.研究表明:随着软弱夹层参数的变化,边坡主破坏面位置不变,主要的破坏模式分为沿着主软弱夹层的整体性倾倒-滑移破坏和层间错动倾倒-滑移破坏.因两锚固界面的极限粘结强度不同,砂浆-岩体界面脱粘程度更大,这与工程实际相符合.锚固界面剪应力峰值和坡面永久位移随软弱夹层数量、厚度的增大而增大,随软弱夹层间距、倾角的增大而减小.该研究对相关工程有重要参考意义.