第9卷 增刊中国地质灾害与防治学报V o l19 Supp lem ent 1998年11月TH E CH I N ESE JOU RNAL O F GEOLO G I CAL HA Z A RD AND CON TROL N ov11998
岩土锚固工程中锚固体应力
分布的有限元分析
王连捷 王薇 董诚
(中国地质科学院地质力学所,北京,100081)
提要 岩土锚固对地下工程,边坡加固,高层建筑,地基基础工程等有重要作用。本文对三种不同类型的锚杆,即拉力型,剪力型,压力型的锚杆锚固体中的应力分布以及拉杆刚度对应力分布的影象进行了有限元计算,。
应力分析结果表明:
1、在弹性应力情况下,拉力型锚杆锚固体中的应力集中明显,应力分布主要集中在锚固段上部较小的范围以内。在这种情况下,过分加大锚固段长度是无意义的。
2、剪力型锚杆锚固体中的应力分布范围较大,应力集中较小,较均匀。因而能承受较大的抗拔力。但第三类剪力型锚杆对改善应力分布无作用。
3、锚固体产生塑性变形后,应力集中程度降低,达到锚固体的残余强度。同时,应力向深部弹性区转移,以调动更大范围锚固体的强度。
4、拉杆的刚度对锚固体中的应力分布有影响。拉杆的刚度越大,应力分布越趋于均匀。但拉杆刚度是有限度的。任意加大刚度有困难,只能到一定程度。
关键词 岩土锚固 锚索 应力分布
一、前言
岩土锚固对地下工程,边坡加固,高层建筑,地基基础工程等有重要作用。本文对不同类型的锚杆(索)的锚固体中的应力分布以及锚杆刚度对应力分布的影象进行了有限元计算,为锚固技术的设计提供依据。
二、预应力锚杆结构简述
预应力锚杆由锚头、杆体和锚固体三部分组成,如图1[1]。锚头位于锚杆的外露端,它由锚具,承压板,台坐,支挡结构组成,通过它对锚杆施加预应力。杆体连接锚头和锚固体,由螺纹钢或钢绞线组成,通常利用其弹性变形对锚杆施加预应力。锚固体由水泥浆组成,位于锚杆的下半部,通过锚固体把应力从锚杆传给地层。
作者简介 王连捷,男,63岁,研究生毕业,研究员,主要研究地应力测量,岩土锚固,边坡治理,应力计算。
1-锚具;2-承压板;3-台座;4-支挡结构;5-钻孔;6-自由隔离层;7-预应力筋(拉杆);8-注浆体;L a -自由段长度;L f -锚固段长度
图1 预应力锚杆结构示意图
F ig 11 structure of pre -stressed anchor 灌浆锚杆的抗拔力取决于(1)、锚固段水泥浆
对拉杆的握裹力,而握裹力又取决于水泥浆的强
度与拉杆表面的粗糙度;(2)、锚固段地层对水泥
浆锚固体的磨擦强度;(3)、钻孔周围被锚固的地
层的强度以及整体稳定性程度。
除以上因素外,水泥浆锚固体中的应力分布
对锚杆的抗拔力有重要影响。降低锚固体中的应
力集中程度,使应力分布均匀,可提高锚杆的抗拔
力。为此,本文重点讨论了锚固体中的应力分布。按锚杆与水泥浆体之间的传力方式,通常锚杆可分为三种类型,即拉力型、剪力型和压力型(图2)。目前应用较广泛的为拉力型。这类锚杆是通过拉杆与水泥浆体以及水泥浆体与地层间的粘结将力传到地层中。拉力型锚杆锚固体中的应力是随深度递减的。剪力型锚杆是用若干组无粘结钢筋束与水泥浆胶结材料分开,用钢筋束的有粘结部分分别在不同的深度上进行锚固,使之分别作用于锚固体的不同部位。我们称这种为第一类剪力型锚杆如图(2c )。还有一种剪力型锚杆是将无粘结钢筋束分为若干组,每一组钢筋束的底部连接一个锚板。这些锚板安装在不同深度,我们称这种为第二类剪力型锚杆如图(2d )。还有一种我们称为第三类剪力型锚杆如图(2b )。第三类剪力型锚杆中,每一组的锚固起始点相同,而终点不同。压力型锚杆是用无粘结拉筋与锚固体底部的锚板连接如图(2e ),它实际上相当于一组带锚板的剪力型锚杆。
三、锚固体应力分布的有限元分析
采用超级SSA P 程序进行有限元计算[2],由于锚杆孔的对称性,采用轴对称元。尺寸为沿钻孔方向其长度为18m 、宽度为4m 、钻孔半径为011m 。拉杆部分用杆单元,其余部分用轴对称单元,两种单元混合使用进行计算。单元网格划分如图3。共210单元,252个节点。约束情况为井口处的节点采用Z 方向约束,钻孔中心线采用y 方向约束。钻孔轴与Z 平行。
四、拉力型锚杆锚固体中的应力分布
锚杆锚固体长度8m ,自由段长度4m ,自由段通过无粘接钢筋使钢筋束与水泥浆分离开而成为自由段如图2a 。图4为锚杆锚固体中的轴向剪应力分布,可以看出,在一般的刚度情况下,拉力型锚杆锚固体的应力主要集中在锚固段的上部约2m 范围内如图4曲线1。这种情况已被实践证实[3]。
a-拉力型,b,c,d--剪力型,e-压力型图2 预应力锚杆的类型
F ig12 Types of Pre-stressed anchor
图3 有限元计算网格
F ig13 M esh of F i n ite ele m en t calculation1
五、剪力型锚杆锚固体中的应力分布
11第一类剪力型锚杆(如图2c)锚固体中的应力分布
此处将钢筋束分为三组,第一组的锚固段由深度4m开始到12m,长度8m;第二组的锚固体由深度6m开始到12m,长度6m;第三组由深度8m到12m,长度4m。应力分布如图4曲线2所示。可以看出,应力分布有三个峰值,峰值位在锚固的开始位置,每个峰值区分布在约1～2m的深度范围内。在同样的拉力条件下,与拉力型锚杆相比,剪力型锚杆有较低的峰值应力,此处相当于拉力型峰值的1 3。而应力的分布范围约相当于拉力型的3倍,即应力的分布趋于均匀。如果钢筋束分的组数越多,剪力型锚杆的峰值应力越低,而应力分布范围越大,应力的分布越更加均匀。因而剪力型锚杆应力分布较合理,能够承受较大的拉力。
1-拉力型;2-第一类剪力型;3-第二类剪力型。
图4 锚杆锚固体中的剪应力分布
F ig14Shear stress distr ibution i n grout body
21第二类底部带锚板的剪力型锚杆锚固体中的应力分布
这种锚杆的布置如图2d。此处共有3组(可有更多的组)锚杆,它们的锚板分布位置为深度4m、6m、8m处。由无粘结钢索与锚板连接。应力分布的计算结果如图4曲线3。应力分布曲线与曲线2相似。但应力幅值较大。从应力情况来看,这种锚杆不如曲线2理想,但它有一个锚板,因而抗拔力较大。能承受较大的拉拔力。
3、第三类剪力型锚杆锚固体中的应力分布
这种锚杆如图2b,其锚固体中的应力分布与拉力型锚杆相同如图4曲线1,没有起到
分散应力的作用。
六、压力型锚杆锚固体中的应力分布
这种锚杆的结构如图2e。它是由无粘结钢筋束与底部锚板组合而成。它相当于一组带锚板的剪力型锚杆。应力分布如图5,这种锚杆底部由于有锚板,因而底部有较大的阻力。
图5 压力型锚杆锚固体中的剪应力分布
F ig15 Shear stress distr ibution i n grout body of co m pressive type anchor
七、刚度不同时锚固体剪应力分布
锚固体中的应力分布与拉杆的刚度有关,拉杆的刚度愈大,应力集中程度愈小,应力分布越超于均匀如图6。图6中曲线1刚度最大,曲线2,3,4的刚度逐渐变小,曲线4的刚度最小。这是因为拉杆刚度越大时,拉杆的伸长变形小,因而带动锚固体在大的范围内超于均匀变形。虽然加大拉杆刚度可以使应力分布均匀,但刚度只能达到一定程度,过份加大纲度是有困难的。
(曲线由1到4刚度逐渐变小)
图6 拉杆刚度不同时锚固体中剪应力分布
F ig16 Stress distr ibution i n grout body for differen t stiffness of steel rod
八、锚固体产生塑性变形时的应力分布
上述讨论都是在锚固体为弹性变形时的应力分布。实际上,在锚杆的上部高应力区锚固体中可能产生塑性变形。塑性区应力值明显降低,应力值向深部转移,深部应力值相应升高如图7。这样在产生塑性后,通过应力的转移可以调动更大范围的锚固体的强度。保证锚杆有足够的阻力。但是塑性区不能过大以致全锚固段都变成了塑性,这时有可能使整个锚固体强度降低而失效。
1-弹性变形;2-塑性变形;3-更大范围塑性变形
图7 塑性变形时锚固体中的应力分布
F ig17 Stress distr ibution i n grout body under plastic defor mation
九、结论
通过上述应力分析可得如下结论:
11在弹性应力情况下,拉力型锚杆锚固体中的应力分布主要集中在锚固段上部约2m 以内的范围。
21剪力型锚杆锚固体中的应力分布范围较大,较均匀。因而能承受较大的抗拔力。但第三类剪力型锚杆对改善应力分布无作用。
31锚固体产生塑性变形后,应力集中程度降低,降到锚固体的残余强度。同时,应力向深部转移,调动更大范围锚固体的强度。
41拉杆的刚度对锚固体中的应力分布有影响。拉杆的刚度越大,应力集中程度越低,应力分布越趋于均匀。但拉杆刚度是有限度的。任意加大刚度有困难,只能到一定程度。
参考文献
[1] 程良魁,岩土加固实用技术,地震出版社,1994。
[2] 朱以文,微机有限元前后处理系统及其应用,科学技术文献出版社,1993。
[3] 曾国熙,地基处理手册,中国建筑工业出版社,1988,505-526。
(下转第67页)
lati on is settled,and500thou sands of pop u lati on w ill be settled du ring the second peri od p ro ject from1997to2003,over650thou sands of popu lati on w ill be settled du ring the th ird peri od p ro ject by20091B u t,w here do so m any popu lati on live,since in the area of reservo ir the p lain is rare and geo logic hazards are qu ite often occu rred?T he Paper dis2 cu sses on the engineering geo logy,esp ecially geo logic hazards and con tro lling,du ring the m igrating settlem en t1T he geo logic hazards in the T h ree Go rges R eservi o r cou ld be divided in to th ree p eri ods:11the first peri od is befo re1993,w hen the dam p ro ject began,m ain ly natu ral geo logic hazards,of cou rse,som e cau sed by hum an activity;21the second peri od is from1993to2003,geo logic hazards m ain ly cau sed by toe2cu t landslide and abandon rock m aterial sto rage;31the th ird peri od is after2003,especially,from2003to2009,geo2 logic hazards w ou ld be cau sed by reservi o r w ater level rising,and du ring th ird peri od, over600thu sands of popu lati on w ill be relocated that w ill be su rge of geo logic haz2 ards1T he th ird p eri od w ill ex tend by20201L o ts of theretic issu ses on geo logic hazards w ill be m et,such as,p ro tecti on,rem edy and u tilizati on of landslide and rockfall depo sit,“large2scale excavating and large2scale filling”fo r the con structi on and relocati on1
Key words th ree go rges dam relocati on geo logic hazards environm en t geo logy
?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?～?(上接第19页)
Stress D istr ibution Ca lcula tion of Grout Body i n
Grouted Anchor by F i n ite Elem en tM ethod
W ang L i an j ie W ang W e i D ong Cheng
(I n stitute of Geo m echan ics Be ij i ng100081)
Abstract In th is paper,stress distribu ti on in grou ted body is calcu lated fo r th ree typ es of grou ted ancho r by fin ite elem en t m ethod.T he resu lts show that
1,stress is concen trated in upp er p art of grou t body fo r ten sile stress typ e ancho r;
2,stress distribu ti on is m o re un ifo r m fo r shear stress type;
3,stress concen trati on is decreased fo r p lastic defo r m ati on area and stress is tran s2 ferred to deep elastic area in grou t body;
4,Stiffness of steel tendon influences stress distribu ti on in grou t body,the h igher the stiffness,the m o re un ifo r m stress distribu ti on.
Key word ancho ring in rock and so il ancho r cab le stress distribu ti on
第9卷 增刊中国地质灾害与防治学报V o l19 Supp lem ent 1998年11月TH E CH I N ESE JOU RNAL O F GEOLO G I CAL HA Z A RD AND CON TROL N ov11998 岩土锚固工程中锚固体应力 分布的有限元分析 王连捷 王薇 董诚 (中国地质科学院地质力学所,北京,100081) 提要 岩土锚固对地下工程,边坡加固,高层建筑,地基基础工程等有重要作用。本文对三种不同类型的锚杆,即拉力型,剪力型,压力型的锚杆锚固体中的应力分布以及拉杆刚度对应力分布的影象进行了有限元计算,。 应力分析结果表明: 1、在弹性应力情况下,拉力型锚杆锚固体中的应力集中明显,应力分布主要集中在锚固段上部较小的范围以内。在这种情况下,过分加大锚固段长度是无意义的。 2、剪力型锚杆锚固体中的应力分布范围较大,应力集中较小,较均匀。因而能承受较大的抗拔力。但第三类剪力型锚杆对改善应力分布无作用。 3、锚固体产生塑性变形后,应力集中程度降低,达到锚固体的残余强度。同时,应力向深部弹性区转移,以调动更大范围锚固体的强度。 4、拉杆的刚度对锚固体中的应力分布有影响。拉杆的刚度越大,应力分布越趋于均匀。但拉杆刚度是有限度的。任意加大刚度有困难,只能到一定程度。 关键词 岩土锚固 锚索 应力分布 一、前言 岩土锚固对地下工程,边坡加固,高层建筑,地基基础工程等有重要作用。本文对不同类型的锚杆(索)的锚固体中的应力分布以及锚杆刚度对应力分布的影象进行了有限元计算,为锚固技术的设计提供依据。 二、预应力锚杆结构简述 预应力锚杆由锚头、杆体和锚固体三部分组成,如图1[1]。锚头位于锚杆的外露端,它由锚具,承压板,台坐,支挡结构组成,通过它对锚杆施加预应力。杆体连接锚头和锚固体,由螺纹钢或钢绞线组成,通常利用其弹性变形对锚杆施加预应力。锚固体由水泥浆组成,位于锚杆的下半部,通过锚固体把应力从锚杆传给地层。 作者简介 王连捷,男,63岁,研究生毕业,研究员,主要研究地应力测量,岩土锚固,边坡治理,应力计算。
一、名词解释 1.摩擦型锚杆：采取不同措施使锚杆和孔壁之间产生较大摩擦强度的锚杆。 2.预应力锚杆：有锚头、预应力筋、锚固体组成，利用预应力筋自由段的弹性伸长，对锚杆施加预应力，以提供稳定岩土体或支挡结构物所需的主动支护力的长锚杆。 3.安全系数法：将设计结构的理论计算承载能力降低一定程度，即除以一个大于1的系数k 作为实际结构允许存在的荷载。 4.极限状态设计法：以可靠度设计为目标，以概率论为基础，以防止结构或构件达到某种功能要求的极限状态为依据的结构设计计算方法。 5.主动土压力：当挡土墙向离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力。 6.被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力。 7.悬臂式挡土墙：是由立板和底板两部分组成，呈T字形的薄壁式钢筋混凝土挡土墙。 8.扶壁式挡土墙：在悬臂式挡土墙的基础上，沿墙长方向，每隔一定距离加设扶壁，扶壁把立板同踵板连接起来的薄壁式钢筋混凝土挡土墙。 9.单（多）支点混合支护结构：指在基坑开挖面以上，在挡土结构上设置支撑或锚固支点，提供单支或多个支点与挡土结构结合而成的混合支护结构。 10.水土分算原则：即分别计算土压力和水压力，两者之和即为土的侧压力。 11.地下连续墙：由各钢筋混凝土墙段相互连接，形成一道具有防水、挡土和承重功能，平面上呈封闭状的连续的地下钢筋混凝凝土墙体。 12.土钉墙：土钉一般通过钻孔、插锦和注浆来设置，传统上称为砂浆锚杆。 13.板桩式抗滑桩：为增加支挡斜坡的稳定性，防止受荷段桩间土体下滑，在桩间增设挡土板，构成桩和板组成的板桩式抗滑桩。 14.地基反力：也称为地基抗力，是一个分布力。当桩周地基的变形处于弹性阶段时，其抗力按弹性抗力计算。 15.弹性桩：桩在受荷后发生了绕某一点的转动，同时桩轴线型也改变了，这种变形形式的桩称为“弹性桩”。 16.刚性桩：桩在受荷后仅仅发生转动，桩身不发生绕曲的桩。 17.初参数：指桩起始端的位移、转角、变矩和剪力四个物理量。 18.锚固工程：以应用数学。力学和工程材料等科学知识来解决岩土工程中的设计、计算、施工和监测等方面问题的技术和工艺。 19.连续球形锚杆：锚固体是连续的球形体的锚杆。 20.锚杆的锁定荷载：指进行锚杆锁定时，作用在锚杆头上的拉力。 21.地基系数：又称弹性抗力系数，表示单位面积地层产生单位表形所施加的力。 22.锚杆：是一种置入岩土体，可以调动并提高岩土体自身强度和自稳能力的受力杆件。 23. 静压注浆：一般压力较低（15mpa）注浆压力随着浆流遇到的阻力增大而升高，浆液注入后为流动状态。适用于砂土，粉土，粘性土，淤泥质土湿陷性黄土素填土以及风化岩等地基，静压注浆法也可用于处理含土城溶洞的地层。 24. 高压喷射注浆：一般压力较高(20-70mpa)，流体在喷嘴处呈射流状。适用于处理淤泥，淤泥质土，粘性土，粉土砂土，人工填土，碎石土等地基，当土中含有较多的大粒径块石，坚硬粘性土，大量植物根茎和大多有机质时应慎用。 二、简答题 1、容许应力法的设计原则？ ①结构构件截面的计算应力不得大于结构设计规范所给定的容许应力；②结构构件截面的计算应力是按规范规定的标准荷载，以线性弹性理论计算的；③容许应力是一个由经验判断的大于1的安全系数去除某一适当的极限状态所规定的最大应力而确定。 2、岩土支挡与锚固工程的功能要求？ ①应满足各种设计荷载组合下支挡结构的稳定、坚固和耐久；②结构类型选择和设计位置的确定应安全可靠、经济合理、便于施工养护，材料结构符合耐久、耐磨蚀的要求；③必须查明边坡和地基的工程地质性质、水文地质条件，获取必要的岩土物理学参数；④与已有
研究岩土锚固工程的力学概念问题分析 【摘要】基于目前岩土锚固工程建设人员对力学概念存在的不甚清晰问题，文章分析了不同类型岩土锚杆性能与应用条件，并提出了岩土锚杆设计与承载力控制要点，其目的是为相关 建设人员提供一些理论依据。 【关键词】岩土锚固工程；锚杆性能及应用条件；岩土锚杆设计 【中图分类号】TU43【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）06-0243-02 引言 岩土锚固是保证工程建设使用安全稳定性的重要组成部分。随着工程建设规模以及涉及地质 环境的复杂性越来越大，相关建设人员应在明确岩土锚固工程力学概念的基础上，从而不断 完善结构作用的科学合理性。然而，在研发岩土锚固科学技术过程中，存在力学概念理解不 到位问题，这就在一定程度上阻碍了岩土工程的快速发展进程。为此，研究人员应从不同类 型的岩土锚杆性能与应用条件入手，用以提高岩土锚固工程设计与承载力控制的有效性。这 是实现地区进行现代化经济开发建设可持续性目标的关键，相关人员应将其作用于实践。 1.研究岩土锚固工程力学概念问题的重要性 科学技术的不断发展，岩土锚固与锚杆结构的市场环境呈现出多元化的发展趋势。然而，现 阶段，某些岩土锚固工程施工建设人员仍对其力学概念不甚清晰，这就使得实际应用过程存 在设计不合理、施工方法不当问题，从而造成了锚杆失效以及工程失稳问题的出现，严重的 甚至会导致工程出现坍塌破坏等事故。针对这一问题，相关人员应加大岩土锚固工程力学概 念问题的研究力度，从而完善工程建设使用的安全稳定性。这是缓解工程建设在经济快速发 展背景下设计应用稳定性压力的重要课题，研究人员应将其重视起来[1]。 2.不同类型岩土锚杆性能与应用条件 据统计，岩土锚杆主要有两种类型，即预应力锚杆以及非预应力锚杆。其中预应力锚杆，如 是由钢丝与钢绞线组成，也可被称为预应力锚索，其具有控制岩土锚固工程出现位移或变形 的能力，如图1所示。（a）中所示长度L，是在A固定下的锚杆。当千斤顶系统给承载板施 加一个力P，锚杆的弹性伸长经过地基承载板收押后，就会产生局部压缩。此状态下，卸去 液压千斤顶，预应力荷载就会被锁具锁定在锚杆结构中。这种情况下，锚杆只有在受到大于 预应力外荷载P的情况下，才会产生位移。由此可判断，预应力锚杆锚固结构与地层发生位 移问题的情况是非常少的[2]。 （a）（b）（c） 图1 预应力锚杆 而非预应力锚杆主要作用于加固岩土结构，即只有在所处地层出现位移现象后，才能通过反 作用力，来承受外力。因此，这类锚杆难以作用位移或变形较大的岩土锚固工程。此外，非 预应力锚杆不能将工程稳定所须足够的拉力或是锚固力传递到锚杆底部的稳定地层上，即使 是能够传递，其岩土体也存在潜在滑裂面或是破坏面抗力较小问题。
力学机理分析基础上的拉力型锚剪切位移法 摘要：基于沿锚固段的剪应力既不是线性也不是均匀分布的事实基础上，对拉力型锚的荷载传递机制进行了研究，以及锚固段的力学特性进行了分析。考虑其软化特性，锚固体周围土体的剪切应力--应变关系简化成三个折叠线模型组成的弹性阶段，弹塑性阶段和残余阶段。与此同时，对已被广泛用于分析桩基的剪切位移法进行了介绍。基于弹塑性理论，获得了沿锚固段拉力型锚移位，剪切应力和轴向力的分布，还制定了相应的弹性极限荷载计算公式。最后，用一个例子来讨论荷载锚锚固段应力和位移的变化，并且用一个程序计算锚的最大承载力。讨论了一些锚承载力的影响参数，并获得了有效的锚固长度。结果表明：剪应力先增大然后减小，最终趋于锚固体底部距离增加的剩余强度，位移时刻随着锚固体底部距离的增加而增加，并且速度的增加逐渐变大。 关键词：锚；锚固段；拉力型；弹塑性；力学分析；剪切位移法；残余强度 1、引言 地锚是一种最常见的增强方法，在土木工程中起着重要的作用。它可以有效地利用土体潜力，并提高其自稳，从而保证了施工的安全性和结构稳定性。到目 前为止，有许多关于锚索加固的研究[1-5] 。根据锚和注浆体之间的荷载转移模式，锚可以分为拉力型，压力型和剪切型三种类型[1]。拉力型锚在工程实践中较为常用，其加固机理是通过锚和注浆体之间的粘合性以及注浆体和土体之间的摩阻力 来传递锚稳定地层的支撑力[6]。拉力型锚有三个破坏模式[7 ]，即：1）锚拉伸断裂，这会使它失去其承载力；2）促使锚被拉出来的锚和注浆体之间的粘接性太小；3）促使锚固体被拉出来的锚固体和土体之间的粘接性太小。前两个破坏模式在正常的设计和施工方法的工程实践中很少发生，所以锚设计的主要任务是确定锚固体与周围土体之间的侧阻力分布，以避免最后的破坏模式。通常情况下假 定锚固段侧阻力分布要均匀。然而，调查的结果[9-11] 表明侧阻力不是均匀分布的，但在它的前面部分有一个峰值，然后逐渐减小，最后接近于零。因此，正确地确定侧阻力分布和锚固段荷载传递特性之间的锚设计是非常重要的。许多关于这方 面问题的调查已经开展了，并取得了一些有价值的结论[12-16] 。在这项工作中，考 虑了锚固体周围的土体软化功能，通常用于桩分析[17-18] 的剪切位移法也被引入，并根据弹塑性理论，对拉力型锚的荷载传递机理和轴承特性进行了理论研究。 2、拉力型锚锚固机制 2、1拉力型锚分析模型 当拉力锚（图1所示）经过荷载P ，通过锚固段及周围土体之间的摩擦阻力来平衡拉力，即被称为剪应力。 周围土体的剪切应力 - 应变关系如图2所示。直线OA 表示土体是在弹性阶段（I 期），AB 表示软化阶段（Ⅱ期），BC 表示残余阶段（Ⅲ期）。1τ和1γ分别表示剪切强度和应变峰值A 点，2τ和2γ分别表示在点B 处的剪切强度和应变值是最初的残余阶段。
岩土工程施工中锚固技术要点分析 摘要: 岩土锚固是近代岩土工程领域中的一个重要分支。本文结合作者多年工作经验,主要阐述了岩土锚固工程施工技术要点。 关键词: 岩土工程施工锚固技术预应力控制 中图分类号：TU757.2 文献标识码：A文章编号： Abstract: Rock-soil anchoring modern geotechnical engineering is an important branch of the field. This paper combines with the author years work experience, rock and earth anchoring construction mainly expounds the construction techniques. Keywords: geotechnical engineering construction, prestressed anchorage technique, control 1发展概况 随着岩土工程建设的迅猛发展，锚固技术也得到了显著的提高，锚固结构形式是由预应力锚索抗滑桩(墙)，发展到预应力锚索(杆)框架、地梁、墩垫、以及锚喷等结构形式。预应力锚索由普通拉力型发展到压力分散型、预应力锚杆采用高强精轧螺纹钢等。 总之，岩土锚固工程技术是在铁路隧洞、岩土边坡、基坑支挡、坝基稳定、结构抗倾与抗浮等工程领域内进行了广泛的应用，预应力锚固技术的发展，更是取得了显著的经济效益和社会效益。 2锚固工程施工技术要点 预应力锚索(杆)工程施工主要包括施工准备、锚孔钻造、锚筋制安、锚孔灌浆、钢筋制安、混凝土浇灌、锚孔张拉锁定等关键工作流程，下面就各工序流程扼要介绍其施工技术要点。 1．1施工准备 (1)施工组织设计要求明确施工方法、施工工艺、工序流程、劳动力组织和施工设备、材料、试验、监测安排及安全、质量管理。
岩土支挡与锚固工程复习资料（待补充） 1、崩塌：是破裂面切割的陡峻岩质边坡在风化营力、重力、水压力、地震力等作用下发生 向临空方向的坠落。 2、滑坡：是斜坡岩土体在重力、水压力、地震力等作用下沿坡体内倾斜破裂面或软弱带整 体向下滑动的现象。 3、泥石流：是由降水而形成的夹带大量泥沙、石块等固液混合物质的特殊洪流。 4、刚性桩：桩的位置发生了偏离，但桩轴线仍保持原有的线形，变形由于桩周土的变形所致。 5、弹性桩：桩的位置和轴线同时发生改变，即桩轴线和桩周土同时发生变形。 6、安全系数法：由于人们对设计中的诸多不确定因素不能完全把握，因此从安全的角度出发，在考虑结构实际允许的承载能力时，常采用将设计结构的理论计算承载能力降低一定程度，即除以一个大于1的系数K作为实际结构允许承担的荷载，安全系数实际上是设计结构所具有的的安全性的模糊量度。 7、容许应力：用一个有经验判断的大于1的安全系数去除某一适当的极限状态所规定的最大应力。 8、地基反力：单位土体或岩体在弹性限度内产生单位压缩变形时所需施加于其单位面积上的力。 9、地基系数：又称弹性抗力系数，表示单位面积地层产生单位表形所施加的力。 10、锚杆：是一种置入岩土体，可以调动并提高岩土自身强度和自稳能力的受拉杆件。 11、注浆：又称灌浆，它是利用压力将能固化的浆液通过注浆设备注入到地层中，浆液以渗透、充填、劈裂和挤密等方式扩散，赶走土颗粒间或岩体裂隙中的水分和空气后占据其位置，由于浆液的凝固、硬化，将原来松散的土粒或裂缝胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水抗渗性能高和化学稳定良好的“结石体”，达到对地层加固或堵水的目的，改善受注地层的水文地质和工程地质条件。 注：根据注浆压力分为：静压注浆和高压喷射注浆两大类。 静压注浆：一般压力较低（15mpa）注浆压力随着浆流遇到的阻力增大而升高，浆液注入后为流动状态。适用于砂土，粉土，粘性土，淤泥质土湿陷性黄土素填土以及风化岩等地基，静压注浆法也可用于处理含土城溶洞的地层。 高压喷射注浆：一般压力较高(20-70mpa)，流体在喷嘴处呈射流状。适用于处理淤泥，淤泥质土，粘性土，粉土砂土，人工填土，碎石土等地基，当土中含有较多的大粒径块石，坚硬粘性土，大量植物根茎和大多有机质时应慎用。 静压注浆分为：充填或裂隙注浆（指注入浆体以充填或岩层内的大孔隙、大裂隙或空洞）、渗透注浆（指在压力作用下将浆液渗入土的孔隙和岩石的裂隙中，将孔隙中的自由水和气体排挤出去，浆液充填土的孔隙和岩石的裂隙。）、压密注浆（用较高的压力注入粘稠度较大的惰性浆液适合种啥地基粘土）、劈裂注浆。 12、岩体支挡加固原理;（解决岩土稳定问题） 1、提供支撑力。对于块状岩体，支撑力可直接以集中地方式施加给欠稳定岩土块体，对于土体，支撑力要通过分散的面的方式施加。 2、设置阻滑体。最常用的阻滑措施是在适当部位布置承重阻滑键或抗滑桩。 3、锚固不稳定体。当母体强度较高或施工条件限制时，可将不稳定岩土体锚固于母体上比如设置锚杆和锚索。
岩土锚固工程技术发展之回顾与展望 发表时间：2020-04-03T14:16:20.820Z 来源：《建筑实践》2019年38卷23期作者：刘昌 [导读] 在我国社会经济和科学技术大发展的环境下，建筑业表现出较好的发展前景 摘要：在我国社会经济和科学技术大发展的环境下，建筑业表现出较好的发展前景，在国民经济中占据了一定比重，极大地改善了居民的日常生活条件。岩土锚固是岩土工程施工中常用的一种加固工程，主要是借助锚杆固定提高岩土结构的稳定性，减少岩土所承受的压力，对工程结构和岩土稳定性方面都有了明显改善，大大提升了工程的质量效果。文中分析了锚固技术发展历程、在建筑业内应用表现出的主要问题，以及技术发展方向，希望能够为工程建筑发展有所助益。 关键词：岩土锚固工程技术；发展；展望 岩土锚固施工技术在我国已有数十年的发展历史，技术上的应用实践和施工扩展方面都有了明显进步，属于建筑工程中发展速度较快的一项工程技术，边坡稳定工程、深基坑工程、抗浮工程等都表现出了较强的适应性。岩土锚固的优势作用较强，能够借助地层建立强有力的支撑结构，承载结构物产生的巨大拉应力；能够通过地层预应力增大或加筋的方式，提升了岩土体的坚固性。岩土锚固施工技术的良性发展，需要全面了解该技术的发展历程和应用过程中的具体问题，为技术发展奠定基础。 1 锚固技术发展历程 岩土锚固技术，是指施工人员通过对岩石土体埋设受力拉杆件，增强基础结构拉应力的一种施工技术，建筑物稳定性有了明显提升。随着科学技术发展和新理念、新材料的有效应用，在应用过程中表现出了较强的优势性。但是该技术在国内外历经数十年的发展，从小范围应用到大面积扩展，体现出不同的应用情况，具体表现为： 1.1 国外方面 近年来，工程建设发展较快，岩土基础工程和边坡稳定性的加固施工中，岩土工程技术已经表现出了较强的适应性。而国外的建筑工程在岩土锚固工程技术方面已经取得了较大的技术性突破，新技术、新理念、新材料也扩大了适用范围，铁路隧道工程、矿井工程都普遍采用了此项技术，并且收到了较好的应用效果，增强了工程结构的稳定性和牢固性，整个施工效率也有了明显提升。这也是岩土锚固工程技术的进一步扩展，有利于锚固技术的健康发展和有效应用。 1.2 国内方面 我国的岩土锚固技术起源于上世纪50年代，最初只试用于小型工程，此种情况业与当时的各项技术的限制有关。随着改革开放后各项技术的发展，岩土锚固工程技术才有了大面积推广的机会，地基、航道、矿山矿井等多个工程中也逐步收获了较好的应用成果，在经济发展的大环境下，该技术实现了与许多新技术的有机融合，使用范围不断扩大。 2 岩土锚固工程技术应用中的问题 2.1 认识不足 岩土锚固施工技术应用中，锚固机理的认识存在片面性是主要问题。目前，锚固的作用有不同的解释，但大多都存在明显的缺陷，只是针对个别的特殊情况，不能将岩土锚固施工技术全面、合理的表达出来。同时，岩土锚固施工技术只是从经验出发制定标准，具体的设计、施工环节都有不同程度的盲目性，是该技术向科学化、专业化方向发展的重大阻力，需要更加关注，逐步解决。 2.2 理论与实践结合不充分 包括岩土锚固施工技术在内的岩土工程技术在设计阶段、施工阶段都会不同程度的影响最终的施工效果，需要加强相关的理论研究。但是现阶段，岩土锚固技术理论体系仍不完善，只有真正做到理论体系与实践施工两个方面的紧密结合、共同发展，才能适应技术的发展需求。 2.3 质量管控不严格 岩土锚固施工技术隐蔽性较强，会导致施工质量受到影响，出现一些问题，一是工程设计不准确引发事故；二是对问题成因不能准确把握，工程质量问题、工程设计问题不能准确辨别。为了充分发挥锚杆支护的功能作用、增强锚固技术的实际应用效果，必须在人力方面加大投入力度，要将性能优良的机械设备和机械化手段积极应用于施工过程，并且加强验收规程和试验措施的监督工作。岩土工程的施工质量在目前仍缺乏较全面的认识。 2.4 监测反馈技术作用小 岩土锚固施工过程中的影响因素较多。具体来说，岩土材料的破坏性是渐进式表现出来的，需要采取全面、系统的监测方式，获取岩土内部结构的变化情况，将其中的问题及时应对处理。岩土工程的监测工作在现阶段已经初见成效，但是认识不足，管理人员不能适时地给予专业指导。所以，岩土的监测反馈功能仍然限定在岩土锚固施工中的较小范围。 3 岩土锚固工程技术的发展 3.1 提升锚固技术的科学性 岩土锚固施工技术的有效应用，需要大量的实践施工经验为支撑。拉力集中型、压力集中型结构的受力过程中，锚固长度会在粘接应力变化的状态下发生一定变化。粘接应力呈不均匀分布，在长锚固段施工中作用有限，粘接效应获得了一定的突破。粘接强度标准值变化如表1所示。 3.2 加强地下工程施工 3.2.1 明挖施工 目前，明挖施工是各大城市地下工程中的重要组成部分。明挖法施工主要利用桩+支撑桩+锚索、土钉墙、地下连续墙相结合的围护结构，只有确保围护结构具有一定牢固性的基础上，才能开展基坑的土方开挖施工。整个施工过程易于操作、成本较小，但在地面工程方面的影响力较大。 3.2.2 暗挖施工 暗挖法施工，需要全面了解施工现场的地质条件，积极发挥超前支护体系的优势作用，改善地层条件。地下结构的初期支护、二衬施
岩土锚固工程技术的发展及注意事项 【摘要】岩土锚固技术是一种非常重要的工程技术，在工程中得到了广泛应用，本文分析讨论了岩土锚固工程技术的发展和存在的问题。 【关键词】岩土锚固；发展；问题 0.概述 岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆（索）（以下统称锚杆），将结构物与地层紧紧地联锁在一起，依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固，从而增强被加固岩土体的强度，改善岩土体的应力状态，以保持结构物和岩土体的稳定性，以达到预防和治理此类地质灾害的目的。 1.岩土锚固工程技术的发展历史 1.1岩土锚固工程技术在国外的发展历史概况 岩土锚固技术在与岩土有关的工程中的应用可以追溯到19世纪末。1872年，英国在北威尔士露天页岩矿首次使用了锚杆支护。此后，美国从1910年开始在阿伯施莱辛的弗里登斯煤矿使用，20世纪40-50年代以后，锚杆在美国矿井下的成功应用引起了世界各国的重视和广泛推广，90年代煤矿锚杆支护几乎达到百分之百。德国在1912年开始在谢列兹矿的井下巷道采用锚杆支护，20世纪80年代以后，
逐步改变了崇尚自己发明的U型钢支护，而转向推广应用锚杆支护技术，且锚杆技术在千米深井中得到应用。法国在20世纪60年代末锚杆使用量占2/3，80年代后，煤巷锚杆比例大幅提高。日本于1950年引进锚杆支护技术，20世纪70年代煤矿和隧道中使用锚杆的比例已经达到4.5 ：3。澳大利亚从英国、法国等引进锚杆技术后，于20世纪80年代后期对锚杆支护技术的改进使锚杆支护技术提高了一个档次，并引起英国等国家的再学习，重新推动了锚杆支护技术的发展。目前在澳大利亚的煤矿巷道中基本上采用了锚杆支护技术。 1.2岩土锚固工程技术在国内的发展历史概况 我国于20世纪50年代开始使用锚杆支护技术，至70年代前期还处于探索阶段，直至1978年才开始重点推广，至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护，90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术，目前已得到广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上，有些矿井甚至达到了100%，取得了较好的技术和经济效益。 2.锚固工程技术存在的问题和发展趋势 2.1锚固机理的认识亟待提高 锚固技术的关键首先是对锚固机理的认识。它包括两部分，即锚固对岩土体的加固作用和单根锚杆本身的受力问
岩土锚固工程的现状与发展探究 摘要：本文总结了岩土锚固的现状，分析了岩土锚固在理论研究和工程应用方面存在的问题，提出了岩土锚固将来的理论研究和工程应用的重点，论述了其发展方向。 关键词：岩土锚固现状发展探究 abstract: this paper summarizes the present situation of rock-soil anchoring, analyzes the theory research rock-soil anchoring and engineering applications existent problem, put forward rock-soil anchoring the study of the theory of the future and the focus of the engineering application, and discusses the development direction. keywords: rock-soil anchoring development present situation to explore 中图分类号：u213 文献标识码：a文章编号： 当前，岩土锚固已经成为岩土工程领域中的重要部分。在岩土工程施工过程中使用岩土锚固技术，不仅能充分提高岩土体自稳能力和岩土体的自身强度，降低结构物自重，减小结构物体积，节省工程材料，节约工程成本，同时还能保证施工的安全。岩土锚固已在我国很多工程建设中得到广泛应用，如：边坡、矿井、基坑、隧洞等地下工程，还有坝体、水库、航道、机场及抗浮、抗倾结构等。 1 岩士锚固现状分析
岩土锚固技术综述 1 引言 岩土工程研究的对象是经过漫长地质年代的复杂地质体，这些地质体在一定的时间和条件下，处于相对稳定的平衡状态。由于自然的或人为的因素，原来的平衡状态遭到破坏，地质体变形过大而产生各种各样的地质灾害（滑坡、地表沉陷等）。为预防和治理此类地质灾害，工程上常将一种受拉杆件埋入岩土体，用于调动和提高岩土体自身强度和自稳能力。这种受拉杆件工程上称为锚杆，它所起的作用即为锚固。 岩土锚固是岩土工程领域的重要分支，其基本原理就是依靠锚杆周围的地层的抗剪强度来传递结构物的拉力或保持地层开挖面自身的稳定。在岩土工程中采用锚固技术，能较充分地调用和提高岩土体的自身强度和自稳能力，大大缩小结构物体积和减轻结构物自重，节约工程材料，并有利于施工安全，已经成为提高岩土工程稳定性和解决复杂的岩土工程问题最经济最有效的方法之一。 2 锚固技术的发展历史与应用范围 1911年美国首次采用岩石锚杆支护矿山巷道。1934年，在阿尔及利亚切尔伐斯坝的加高工程中，首先采用承载力为10000kN的预应力岩石锚杆来保持加高后坝体的稳定，此后在世界其他的坝体加固中广泛应用。1957年，法国Bauer 公司首先采用土层锚杆。60年代，捷克斯洛伐克的Lipno电站主厂房等大型地下洞室采用高预应力长锚杆和低预应力短锚杆相结合的支护形式。1964年，中国安徽梅山水库采用设计承载力为2400~3200kN的预应力锚杆加固坝基。20世纪70年代，英国在普莱姆斯的核潜艇综合基地的船坞改建工程中，广泛采用了地锚，用以抵抗地下水的上浮力。1974年，纽约世界贸易中心深开挖工程采用锚固技术。法国、瑞士、澳大利亚先后颁布了地层锚杆的技术规范。在瑞士、法国、捷克、美国、日本等国广泛采用岩土锚杆维护边坡稳定。80年代，英国、日本等国研究开发了一种新型锚固技术——单孔复合锚固，改善了锚杆的传力机
第22卷 第10期 2005年10月 公 路 交 通 科 技 Journal of Highway and T ransportation Research and Development V ol 122 N o 110 Oct 12005 文章编号:1002Ο0268(2005)10Ο0040Ο04 收稿日期:2004Ο12Ο13 作者简介:陈育书(1972-),男,广东普宁人,硕士,主要从事高速公路工程建设管理1(ys2000mail @21cn 1com ) 岩土锚固力的确定及应用 陈育书 (广东省高速公路有限公司,广东 广州 510100) 摘要:选定粤赣高速公路有代表性的6种岩层,对其全、强、弱风化层组成的路堑高边坡锚索加固工程进行了69次破坏性拉拔试验。试验中对每种不同风化程度的岩(土)层采用锚固长度为1m 、2m 、3m 的现场拉拔试验,计算出锚索加固边坡的锚固力值,为验证高边坡工程设计提供了准确的力学参数,也为全线高边坡工程的施工工艺提供指导性意见。同时,节省了大量的试验费用和时间,获得了显著的经济效益。关键词:路堑高边坡;预应力锚索;拉拔试验;锚固力;粘结强度中图分类号:U41611+3 文献标识码:A Determination and Application of Rock and Soil Anchoring Force CHEN Yu Οshu (G uangdong Provincival Expressway C ompany LT D ,G uangdong G uangzhou 510100,China ) Abstract :The author presents 69destructive drawing tests for anchor cable rein forcement of high cut slopes which consist of full man 2tlerock ,serious mantlerock and weak mantlerock about 6representative terranes of Y ue Οgan expressway 1It carries through different rotten terranes in Οsitu drawing experiments for the anchoring length of 1m ,2m ,and 3m respectively 1By calculation of anchoring force of slope rein forcement ,it provides the verification of high slope engineering design with accurate mechanical parameters and als o provides the construction technology of high slope engineering with instructive suggestions 1It saves a lot of experiment expenditure and time ,therefore achieving outstanding economic benefits 1 K ey words :High cut slopes ;Prestressing anchor cable ;Drawing experiment ;Anchoring force ;Bonding strength 阿(荣旗)深(圳)国家重点公路上(陵)埔(前)段粤赣高速公路高边坡加固与防护工程即将全面施工,需要提前进行锚固工程现场基本拉拔试验。本项目全线共1361103km ,工程地质复杂,为满足设计与施工的要求,锚索试验以分布广且对工程影响大的软质地层为主。本次试验选择的地层有:(1)花岗闪长岩;(2)花岗岩;(3)变质砂岩(板岩);(4)砂岩;(5)砂泥岩;(6)砂页岩。通过对以上岩层的逐一试验,检算边坡锚索(杆)锚固力设计值是否合理。试验具体位置根据现场情况确定,根据实测成果确定设计锚固段是否需要修正。 1 选择的工点概述 选定的花岗闪长岩地层为K 36+695～K 37+130 右侧路堑高边坡,紧邻S230省道,呈剥蚀丘陵地貌,山顶高程约236m ,坡脚高程约161m ,相对高差75m 。山坡上植被较发育,坡度约20～25°,左侧V 型冲沟流向136°,右侧V 冲沟流向64°,线路平行省道从山坡中部切坡通过。边坡全长约435m ,最大开挖高度3813m ,设计为4级边坡,主要以锚索锚杆加固。 边坡表层为坡残积粉质粘土夹角砾(Q 4 dl +el )褐红色、中密、硬塑、稍湿,质地不均,在515～818m
岩土锚固工程技术及其应用分析 随着经济的发展，岩土锚固工程技术越来越成熟，被广泛应用于各个工程领域。在岩土工程中，利用锚杆和岩土的相互结合，提高岩土的稳定性，充分发挥锚固技术的优势，为岩土锚固工程技术的推广奠定了基础。文章主要对岩土锚固工程技术现状和应用进行分析，并对其在实际应用中出现的问题提出相应对策。 标签：岩土；锚固工程技术；应用分析；对策 一、岩土锚固技术现状分析 根据国内外岩土锚固工程技术的现状分析可知，岩土锚固工程技术在很早之前就已经得到了广泛应用。与国外岩土锚固工程技术相比，我国的岩土锚固工程技术在推广初期还存在许多问题，无法全面地应用于各个领域[1]。但是，随着我国经济和科学技术的发展，岩土锚固工程技术已经逐步完善，被广泛应用于隧道、坝体等各个工程领域，并得到了行业内的一致好评。 相对于国内岩土锚固技术，国外的岩土锚固工程技术起步比较早，相关技术体系也比较完善，尤其是岩土加固和稳定性技术，已经成为学习的典范。 二、岩土锚固工程技术存在的主要问题及对策 1）目前，由于很多施工人员技术水平各有高低，对岩土锚固专业知识掌握不完全，在实际操作过程中极易出现失误。再者，很多施工人员自作聪明，不认真学习理论知识，按照自己的经验进行作业，严重影响了岩土锚固工程技术的发展。 2）通过对岩土锚固工程技术的分析，对当前存在的主要问题提出相应对策，其主要分为以下几个方面： ①施工单位统一对施工人员进行专业知识和专业技能培训，拓展专业知识，提高专业技能，正确掌握岩土锚固工程技术，防止在施工作业过程中出现失误。 ②制定规范的操作说明，并进一步改进现有的工程机械设备，改善其原有的繁琐的操作程序，使施工人员不但可以改正错误的个人观念，还可以快速有效地学习操作技术，提高工作效率。 ③施工单位除了加强对施工人员的培训，提高其自身综合能力外，还要从长远的发展眼光考虑，研究和开发适合各个工程领域施工的高科技专业设备，鼓励创新发展，促进我国岩土锚固工程技术的进步。 三、岩土锚固工程的技术特性及创新
Enhance the initiative and predictability of work safety, take precautions, and comprehensively solve the problems of work safety. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 岩土锚固工程技术的发展和存在 的问题(标准版)
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题(标 准版) 导语：根据时代发展的要求，转变观念，开拓创新，统筹规划，增强对安全生产工作的主动性和预见性，做到未雨绸缪，综合解决安全生产问题。文档可用作电子存档或实体印刷，使用时请详细阅读条款。 [摘要]岩土锚固技术是一种非常重要的工程技术,在工程中得到了广泛应用,本文分析讨论了岩土锚固工程技术的发展和存在的问题。 [关键词]岩土锚固发展问题 一、概述 岩土锚固是通过埋设在地层中的锚杆(索)(以下统称锚杆),将结构物与地层紧紧地联锁在一起,依赖锚杆与周围地层的抗剪强度传递结构物的拉力或使地层自身得到加固,从而增强被加固岩土体的强度,改善岩土体的应力状态,以保持结构物和岩土体的稳定性,以达到预防和治理此类地质灾害的目的。 二、岩土锚固工程技术的发展历史 1.岩土锚固工程技术在国外的发展历史概况 岩土锚固技术在与岩土有关的工程中的应用可以追溯到19世纪末。1872年,英国在北威尔士露天页岩矿首次使用了锚杆支护。此后,
美国从1910年开始在阿伯施莱辛的弗里登斯煤矿使用,20世纪40-50年代以后,锚杆在美国矿井下的成功应用引起了世界各国的重视和广泛推广,90年代煤矿锚杆支护几乎达到百分之百。德国在1912年开始在谢列兹矿的井下巷道采用锚杆支护,20世纪80年代以后,逐步改变了崇尚自己发明的U型钢支护,而转向推广应用锚杆支护技术,且锚杆技术在千米深井中得到应用。法国在20世纪60年代末锚杆使用量占2/3,80年代后,煤巷锚杆比例大幅提高。日本于1950年引进锚杆支护技术,20世纪70年代煤矿和隧道中使用锚杆的比例已经达到4.5:3。澳大利亚从英国、法国等引进锚杆技术后,于20世纪80年代后期对锚杆支护技术的改进使锚杆支护技术提高了一个档次,并引起英国等国家的再学习,重新推动了锚杆支护技术的发展。目前在澳大利亚的煤矿巷道中基本上采用了锚杆支护技术。 2.岩土锚固工程技术在国内的发展历史概况 我国于20世纪50年代开始使用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直至1978年才开始重点推广,至80年代向英国学习锚杆支护技术后推广到煤巷支护,90年代又向澳大利亚学习和引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到广泛的推广和应用。在一些矿区的锚杆支护巷道比例达到90%以上,有些矿井甚至达到了100%,取得了较好
新型锚杆及岩土锚固新技术 刘永阔 (中铁二十二局集团四公司,河北高碑店074000) 摘要:岩土锚固技术在公路、铁路、矿山等工程中得到了广泛的应用,综合论述了国内外常见的新型锚杆以及岩土锚固新技术,如单孔复合锚固技术、锚杆杆体材料新技术、软土锚固新技术等,对岩土锚固工程实践有一定指导意义。 关键词:新型锚杆;岩土锚固;单孔复合锚固技术;软土锚固 岩层和土体的锚固是一种把受拉杆件埋入地层的技术[1]。锚固技术按应用对象分为岩石锚杆、土层锚杆和海洋锚杆;按是否预先施加应力分为预应力锚杆和非预应力锚杆;按锚固机理分为粘结型锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆;按锚固体传力方式分为压力型锚杆、拉力型锚杆和剪力型锚杆;按锚固体形态分为圆柱型锚杆、端部扩大型锚杆和连续球型锚杆。众多的锚杆品种,可满足在不同的岩土条件、工程对象和工作状态下,得心应手地选择、设计和采用不同承载能力要求的锚杆。 下面仅就新型锚杆及岩土锚固新技术作一简述。 1 新型锚杆 (1)快硬水泥锚杆[2~3]。快硬水泥锚杆是一种新型粘结式锚杆,近年来国外研究发展很快,如瑞典、法国、美国等已批量生产,我国煤矿近两年也在研究各种快硬水泥锚杆,取得了一定的成果,如煤炭部煤炭科研院建井所、中国矿业学院西安矿业学院等均已研制成功,并已少量试生产。快硬水泥锚杆以快硬水泥药包取代树脂药包,杆体与杆头部结构与树脂锚杆相同。安装时先将水泥浸水2~3min,再投入锚孔底部用杆体搅破并迅速凝固。 (2)扩头地锚[1]。台湾卢锡焕发明了保壮PCBA扩孔地锚。 其扩孔要点是: ①组装PCBA旋转扩孔预应力锚杆杆体,包括安装扩孔叶片、旋转变化锚头、预应力钢铰线、钢铰线与变化头相接处防水处理等; ②将带有PCBA旋转扩孔装置的预应力锚杆体下放至钻孔预定深度; ③液压钻机转动钻杆,扩孔时叶片张开,上下旋转,岩屑、碎片随水冲出孔外,部分沉渣则留在孔底,待灌浆时再与之混合; ④灌注水泥浆,必要时加砂,边灌浆、边旋转扩孔叶片,使孔内沉渣与水泥浆体混合,以低压灌至溢满孔口为止,停留20min,再次灌浆;
岩土锚固 、填空题（25分） 1.锚固段长度不少于，自由段长度为。 2.重力式挡土墙的破坏形式。 3.作用于抗滑桩的外力包括哪些？（滑坡推力、受荷段底层抗 滑力、锚固段底层抗滑力、桩侧摩阻力和黏着力、桩底应力） 4.锚固系统中通常由很多单体锚杆所组成，单体锚杆由哪三大 部分组成？（锚头、杆体和锚固体） 5.概率极限状态设计法，将工程结构的极限状态分为哪两大 类？（承载能力极限状态和正常使用极限状态） 6.降水工程当中，几何图形是多种多样的，景点布置基本方程分为两种 形式：（老师提示：块状基坑采用哪种形式进行封闭去布置降水 井，（环形封闭式）如果是长条状的基坑，怎么布置？（直线形 式） 7.建筑基坑工程设计阶段应由设计方，根据工程现场及基坑设 计的具体情况，提出基坑工程检测的技术要求，这个技术要 求主要包括哪些内容？（监测项目、测点位置、监测频率和 监测报警直等。） 二、选择题（10分） 1 . 在基坑支护结构设计当中，下列哪种不属于承载能力极限状 态？C 坑底土体隆起和丧失稳定 A.
B.支护结构及土体整体滑动 B. 地下水渗流引起的土体渗透破坏 C. 影响主体地下结构正常施工的支护结构的位移 D. （老师提示：强度破坏，都属于承载能力破坏，位移的都是正常使用的极限状态破坏） 2.有一基坑的地下土质为黏性土，其渗透系数<0.1m/d;其降水深度<6m; 此种基坑适宜采用（电渗井点）降水方法。 A.集水平台 B.轻型井点 C管井井点 D.深水泵井点 3.某基坑支护工程，基坑深度12米，基坑开挖影响深度内土层为素填 土，粉质粘土，细中砂，地下水埋深5 米，据基坑东测4 米处有一栋 层的砖混结构，其他三侧没有建筑物，根据建筑基坑支护规程，如4 果东侧支护结构破坏，会严重影响住宅楼的安全，那么应将基坑东侧的安全等级定位I 级，在选择基坑支护结构的时候，下列支护结构适宜的是？C A.四周都采用排桩锚杆或采用排水节水措施 B.东侧采用排桩锚杆和节水帷幕，其他三侧采用水泥土墙 C.东侧采用排桩锚杆和节水帷幕，其他三侧采用土钉墙和旋喷 桩节水帷幕 D.四周都采用土钉墙和降水帷幕
前言( 1h) 一、课程性质 岩土工程主要问题 ( 1) 地基稳定问题——沉降与变形——《基础工程与地基处理》( 《地基处理技术》等) ( 2) 斜坡稳定问题——破坏模式与防护技术——《支挡结构设计与施工》、《地质灾害治理工程设计》、《岩土支挡与锚固工程》等 ( 3) 围岩( 硐室) 稳定问题——变形破坏与防治——《隧道工程》、《巷道支护技术》、《岩土锚固工程》等 ( 4) 涉水的岩土问题: 水库、堤岸、港口、码头、海岸等——《抛石基础?》、《坝体设计与施工? 》 研究人类工程活动与地质环境( 工程地质条件) 之间的相互作用, 以便正确评价、合理利用、有效改造和完善保护地质环境。 二、支挡结构设计的基本方法 研究对象: 斜坡稳定稳定( ) 改造与加固为目的。 变形程度时间效应 研究内容: 应用工程地质分析的原理和方法, 获取岩土体及其变形破坏特点和变形破坏机理的地质信息; 以岩土支挡与锚固为主要手段, 依据结构构造物与岩土体的作用特点, 应用岩土力学、结构力学等的理论与方法, 解
决不同性状的岩土体的稳定性问题。 研究方法: 地质分析、原理分析、力学分析 第1章岩土支挡设计的基本原理( 3h) 1.1 概述 需支挡或加固的岩土体: 各类滑坡、潜在不稳定斜坡、人工开挖边坡( 含深基坑) 、隧道及地下硐室、港口码头等 1.1.1岩土体失稳破坏模式 取决于岩土体所处的地质环境、物理力学性质、内外动力作用( 制约与影响因素) 等 自然斜坡: 崩( 塌) 、滑( 坡) 、泥( 石流) 人工边坡: 水利水电工程高边坡、路堤路堑边坡、露天矿边坡、深基坑等 硐室围岩: 《工程地质分析原理》 1.1.2岩土体失稳破坏机理 岩土介质: 岩质边坡( 硐室围岩) 、土质边坡、成因条件( 堆积、坡积、