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。

压力型预应力锚索在以礼河地下厂房中的应用

压力分散型预应力锚索对保证地下工程尤其是地下厂房顶拱围岩破碎且无永久衬砌的安全稳定有显著效果,通过对以礼河四级电站复建工程地下厂房压力分散型预应力锚索的施工工艺及关键施工技术进行总结分析,以礼河四级电站复建工程地下厂房两侧边墙开挖支护完成后,厂房顶拱及边墙处于稳定状态,支护效果良好,锚索在实际张拉过程中,每组锚索均能张拉至锁定值,成功率较高,锚固段受力均匀,在岩体条件较破碎的条件下能够很好地受力。

压力分散型锚索试验检测常见问题分析

本文基于压力分散型锚索在边坡支护上的应用,分析压力分散型锚索基本试验检测过程中的常见问题,通过案例对压力分散型锚索的特性进行了研究,并和常规锚索进行性能比较,分析压力分散型锚索的优势。最后根据压力分散型锚索基本试验检测过程中遇见的具体问题,具体分析影响因素并提出解决方案。

压力分散型旋喷扩体锚索承载机理数值分析

针对压力分散型旋喷扩体锚索这一新型锚索结构,建立了拉拔荷载作用下的锚索数值模型,分析了锚索的荷载-位移特性以及扩体锚固段的轴向应力、剪应力、锚周岩土体的塑性流动变化规律,进一步揭示了压力分散型旋喷扩体锚索的承载机理。

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。

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。

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。

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。

压力分散型锚索单元锚体间的应力影响

压力分散型锚索中作用在各单元锚体上的应力会相互影响,应力影响表现之一是在荷载传递方向会出现应力叠加现象。应力叠加程度因孔壁岩体对注浆体的侧向变形约束力的强弱而不同,坚硬岩体中这种约束力较强,应力叠加现象不显著,软弱岩体中这种约束力较弱,应力叠加现象较为显著。其二,这种影响还表现在承载体处诱发了拉应力,即张拉荷载通过承载体的承压板给单元锚体施加压力的同时,也给相邻锚体施加了拉力。该拉应力若达到了该处材料的抗拉强度,会在该处出现张拉裂纹,对锚索防腐不利。为克服应力影响对工程的危害,建议在坚硬岩体中优化单元锚体长度,以免出现张拉裂纹;在软弱岩体中应根据应力叠加效应最严重的单元锚体上的应力来验算浆体强度,以避免浆体的受压破坏,并控制剪应力在浆–岩界面的容许抗剪强度范围内。

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。

拉压分散型锚索锚固机制及工程应用研究

近年来,结合拉力型、压力型以及荷载分散型锚索特点于一体的拉压分散型锚索在工程中有一定的应用,但内锚固段锚固机制以及设计方法研究尚不成熟。基于Kelvin解,分别推导拉力分散型锚索和压力分散型锚索的内锚固段与周围岩土体之间的剪应力解析解,再根据叠加原理得到了拉压分散型锚索内锚固段剪应力简化计算方法;基于理论成果将拉压分散型锚索应用于工程实例中,分别进行了拉压分散型锚索的基本性能试验及与拉力分散型锚索的预应力损失对比测试。通过算例分析结果表明,单元锚固体的两端剪应力较大,中间较小,剪应力的分布特征与现有文献资料模型试验及数值模拟结果相吻合;根据锚索的基本性能试验结果,按照本文计算方法得到了压力段和拉力段剪应力峰值强度,与已有的研究成果根据岩石单轴抗压强度得到的压力型和拉力型锚杆锚固段剪应力峰值强度结果基本吻合;经对锚索预应力损失测试结果分析及工程的长期监测,拉压分散型锚索在工程应用中荷载传递稳定可靠,工程应用效果良好。

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。

压力分散型锚索设计中应考虑的几个问题

在分析压力分散型锚索锚固机制的基础上,提出该类锚索设计中应考虑的3个问题,即单元锚固段长度的计算问题、承压板处浆体的变形问题和工后坡体变形引起钢绞线的不均匀荷载问题,认为该类锚索较拉力型锚索的锚固力有所提高,是因为浆体受压时径向的膨胀变形受到岩土体约束,岩土体越坚硬约束作用越强,锚固力提高值越多,反之则小。由此提出物理概念清楚、计算简单的单元锚固段长度计算公式。按照承压板处浆体的变形特征,提出变形量的计算公式,由此可进行浆体的变形验算。为消除工后坡体变形引起钢绞线的荷载不均匀问题,建议采用基于工后允许位移的张拉法,给出详细张拉顺序和计算公式。

压力分散型预应力锚索张拉施工工艺研究

压力分散型预应力锚索由于单元间长度不同,在相同张拉力条件下各单元的应力状态存在差异,另外受挤压区岩体变形(锚头位移)和张拉设备等因素的影响,相对于拉力型锚索各锚索单元也易产生应力差异,当差异较大时,易造成个别单元应力超限或破坏,影响锚固效率和加固体安全.因此,施工中结合边坡岩体牲和张拉设备条件探讨科学的张拉工艺是压力分散型预应力锚索施工中的重要环节.文章以山东省某高速公路压力分散型锚索张拉施工为实例,通过对压力分散型锚索几种张拉方法的单元受力状态分析和同-三高速公路山东青岛段K14+600～950边坡工程检验成果,提出了压力分散型锚索先差异荷张拉后超荷载张拉的两序张拉工艺方法.为类似工程提供一定借鉴经验.

矿用小孔径预应力拉力分散型锚索锚固结构研究及应用

采用数值模拟方法分析了目前煤矿小孔径树脂锚固锚索剪应力分布特征,指出其受力本质为拉力集中型,在外锚固起始段会产生严重的应力集中现象,容易造成锚索锚固段渐进破坏,进而导致锚索锚固失效。通过凝胶时间达6~8h、抗压强度60MPa以上缓凝型树脂锚固剂的研发,提出了矿用新型小孔径拉力分散型锚索结构及施工工艺。在现有矿用锚索支护施工工艺不变的条件下,实现了同一钻孔内不同锚固段树脂药卷的分时分段锚固。数值计算结果表明矿用拉力分散型锚索能够将锚固段剪应力分散至两处,显著降低锚固段应力集中程度。工程应用结果表明,该技术能够大幅提高锚索内锚可靠性及锚索强度利用率,有效改善锚索内锚力与破断力的匹配性能,对巷道变形控制效果显著。

边坡工程中压力分散型锚索施工技术

压力分散型锚索是一种新型单孔复合锚固体系,其在同一锚索孔中设置多个单元锚索,各单元锚索具有各自不同的自由长度和锚固长度,并通过预先的补偿张拉,使锚索的集中拉力分成为多个较小且荷载数值相等的分散压力分别作用于各单元锚索的锚固段上。结合330国道K17+440～695段路基边坡治理的工程实践,论述了压力分散型预应力锚索的施工工艺以及在施工及工程运行管理中应注意的一些要点。

压力分散型锚索锚固段应力分布及影响参数分析

压力分散型锚索在岩土锚固工程中应用较广,具有良好的锚固性能及经济效益,但压力分散型锚索的工程应用超前于其理论研究,对锚固段载荷传递机理的研究并不成熟。为研究压力分散型锚索锚固段应力分布规律,根据压力型锚索锚固段载荷传递函数,利用类比法导出压力分散型锚索锚固段的剪应力和轴向力双曲函数模型,并讨论了相关参数对锚固段应力分布的影响,得出结论:在锚固段应力极限内,增大拉拔载荷可有效增强锚固效果;锚固体轴向刚度要合理取值,避免应力集中现象;在准许抗剪强度内,锚固段长度不宜过长。研究结果为压力分散型锚索的设计及新型锚固技术的开发、应用具有较好的参考价值。