当前位置：文档之家 › 新型复合锚固结构静力弱化效应影响因素试验研究

新型复合锚固结构静力弱化效应影响因素试验研究

  • 格式：pdf
  • 大小：319.93 KB
  • 文档页数：5
收大量爆炸能 ，使锚 固区 （ 包括洞室表面 ）的危机得 以转移 ，因而潜藏有 巨大 的经 济技术效 果。本次试验 研究为新型复合锚 固类结构 的弱化效应优化设计提供了必要的依据。
关键词 ： 新型复合锚 固结构 弱化效 应 影 响因素
１ 概 述
锚固类结构是指锚杆 、锚索 、土钉一类岩土
工程加 固支护 结构 。复合锚 固类结构 是指各 种单
２ 试 验 方 法
制 作 ３ 不 同弱 化 因 素 的复合 锚 固结 构试 件 组 进 行 静力 单 轴 对 比试 验 ，并 进 行 有 关 参 数 的量
测。试件均由双介质试件代替三介质试件 ，即暂 不考虑锚杆及注浆加 固区的影响 ，只是对各组试
件 的弱化效 应进 行对 比研究 ，虽然这 是一 种简 化 处理 ，但 弱化 效应 还 是有 可能 显 现 出来 。
笔者 由此对这类 新型 复合锚 固结构展 开 了研 究 ，研究 内容包 括 ：土 中新 型复合锚 固结构 与单
一
留一定长度的空孔 ，填以特殊材料 ，使其系统地
形 成一个 弱化 区 ，对 原有 的围岩介质 加 以劣化 ， 使 该 区域 内介 质力学 强度和稳 定性低 于原 岩区 。 这 样 ，就 在 围岩介 质 中造 成 了三 介质 系 统 ：１ ．
三组单因素静力单轴对 比试验，即考虑试件的不
同 比面积 （ 弱化 孔总截 面积 与试件 总截面 面积之
比 ）、不 同材料 强度 、不 同弱 化 孔 深度 三 个 因
素。试验给出的数据既可以作为研究此结构弱化
囝
试验斫筅
《 颓左 技 末 》 ｏｏ ２ ２１年第 期总第７期 ９
机理 的基 础 ，又可 以为 弱化效 应 的优 化设计 提供
中 １＠ｂ． ２ １ ２
ｂ＝ ８ １ ４ ｍｍ ｂ＝ ８ ， ２ ｍｍ
的荷 载 ～位移 关 系 曲线 见 图 ４ ；平 均应 力 ～应 变 关 系 曲线 分别 见 图５ 图６ 和 。
锚 固类 结构 现场动力 对 比试 验 、土 中动力 复制
模 型试验 、岩石 中新 型复合 锚 固类结 构 与单 一锚
固类结构现场动力对 比试验、静力三轴试验等。 为进一步认识这种复合锚固类结构的弱化效
应 与其影 响 因素之 间的关系 ，笔者设 计并完 成 了
原岩区 ；２ ．被弱化区；３ ．被加 固区 ，如图１ 所 示 。因而 当爆炸波在这３ 种介质中传播时，新型 复合锚 固类结构表现出弱化效应 ，即弱化 区介 质首先要产生应 力集 中并破坏 ，此时被加 固区 承载结构上受力较小 。弱化 区的高应力 、大变 形和碎裂破坏 ，最终换得 了结构的安全 、稳定
研 究 提 出 了若 干有 价值 的成 果 Ｊ 。但本 文 所述 新 型复合 锚 固结构 的研 究与 应用成果 ，国 内外均 未 见 发表 。
（Ｉ 喷锚衬砌
Ⅱ 弱化区
Ⅲ 围岩 ）
本文所述新型复合锚固结构 ，就是在系统 川
布置 的锚 杆里 端部 ，按照一 定 的比例 ，人 为地预
图１ 三介质系统的概念
２ １试件 制作 ．
在试件待贴片部位锉一小槽 ，然后涂底胶粘贴应
变片 （ 导线连接亦用此方法 ），以免试验时测点
和导线 被挤 坏 。加载 时逐 级缓 慢加 载 ，同 时测 取
试件加载方向上的位移。试件安装时均使弱化面
向下 。
试件 的制作 根 据不 同 比面积 、不 同材料 、不
同孔深３ 个因素分为３ 种类别 ，见表１ 。试件 的几
２２ 试 件测 点 布置 ．
必要依Байду номын сангаас。
对试件应变的测量采用在试件表面布设测点 的方法 。每个试件贴４ 个应变 片 ，分别位于试件
两侧 的上 、下 两 部 分 的 中点 处 （ 图３），其 编 见 号分 别 为 １ 号 。 １ 号 测 点 在 非 弱 化 部 位 ， —４ 、３ ２ ｇ 测点 在 弱化部 位 。贴应 变 片前 ，先用 锉子 、４ －
一
及 时 间。
这种特殊型式的复合锚 固结构的提出，源于 对一次试验异常现象的分析和验证 ，即由于施工
中配制水 灰 比时的误差 ，导 致两根 注浆土钉 在相 同的动载 条件下 ，二 者受力 状态不 同 ，承 载力相 差 多倍 。
锚 固结 构彼 此或与 其他传 统工法及 构造措 施等
联合使用 的一类岩土工程加 固支护结构 ｊ 。复 合锚 固类结构型式很多 ，如常用 的 “ 锚杆一土 钉一超前锚管微桩”、 “ 土钉—锚索一搅拌桩” 复合结构等 。复合锚 固类结构被大量应用 于隧 道、矿井及其他地下工程中，国内外与之相应的
试验研宄
Ｐ ＲＥ ＴＲ ＳＳ ＴＥ ＨＮＯ ＯＧＹ Ｓ Ｅ Ｃ Ｌ
《 技 术 》 ｏ 年 ２ 总 ７期 袤左 ２１ 第 期 第 ９ ｏ
新型 复合锚 固结构 静 力弱化效应 影 响 因素 试验 研 究
曾宪明 李世 民 林 大路 徐孝华 杜 宁波
（ 总参工程兵科研三所
摘
洛 阳 ４ １２ ） ７０ ３
要： 在新型复合 锚固结构 静力 单轴试 验研究 中 ，进行 了３ 组影 响弱化效应 的对 比试验 ，即考虑了不同 比
面积 、不 同材料强度 、不同弱化孔深度３ 组单 因素。试验结果 表明 ：① 在３ 组单 因素对 比试验 中 ，比面积较
大 、材料强度较高 、弱化孔较深 的３ 组试件 ， 均存在更 为明显 的弱化效应 ；②锚 固区厚度为第４ 影响弱化 个 效应 的因素 ；③比面积 、弱化孑深 、锚固区厚度均存 在最佳值 ，可使 弱化效应最优 ； Ｌ ④弱化效应 的机理是 ： 在锚 固区厚度足够条件下 ，弱化 区一般要经历变形一大变形一压裂一压碎一压 实的各个 阶段 。与此同时吸
何 尺 寸见 图２ 。
表１
试件 效应 类 型 类别
试件制作一 览表
试件 弱化孔 深 孔径 孔间距 水泥掺量 序号 ／ ｍ ／ ｍ ／ ｍ ａ ｒ ｍｍ ／ ％
图３ 应 变 片 测 点 的位 置 及 编 号
３ 试 验 结 果
比面积效 应对 比组 试验 测得 的 １ 号和２ 号试件

合集下载

预应力锚索锚固效应影响因素的数值仿真试验

预应力锚索锚固效应影响因素的数值仿真试验

从 （ ）式可以看 出，剪 力与轴 力的增 量呈 负相关 ，从 １ 后 面的数值模拟计算 中也可看 出。
加 固 机 理 没 有 统 一 的 认 识 ，缺 乏 行 之 有 效 的 计 算 方 法 等 。
随着 李 宁 提 出 “ 土 工 程 数 值 试 验 ” 的 概 念 和 思 岩
路 ］ ，学者利用 多种 软 件模 拟 了预 应力 锚索 加 载与 破坏 。 然 而 ，现在许多软件在其理论 和算法上都存 在一些缺 陷 ，
机理人手 ，建立 锚 固系统 各种破 坏形 式和判 断方程 。通过
数值试验模 拟多 中因素等 对锚 固效果 的影 响 ，并 由拉 拔试
验动态模 拟锚索 的破 坏过 程 ，发现 所得结 果与 工程实 际具
有 良好 的 一 致 性 。
岩石 的接触具有粘 结性 和 自然 摩擦 ，理 想情况 下如 图 ２所
煤
炭
工
程
２ １ 第 ５期 ０ ０年
预 应 力 锚 索 锚 固 效 应 影 响 因 素 的 数 值 仿 真 试 验
言 志信 ，张 森 ，张 学 东 ，曹 小 红 ，
（ ．兰 州 大 学 土 木 工 程 与 力 学 学 院 ，甘肃 兰 州 １ ７ ００ ； ３ ０ ０
２ ．西部灾害 与环境力学教育部重点实验室 ，甘肃 兰州
性 ，当前 的 研究 仍 存 在 问题 ，如 理论 研 究 滞 后 于 工程 应
用 ；锚 固体力 的传递 及应力 的分布规 律仅 能定性描 述 ；在
实 际应 用 中 多采 用 粘 结 应 力 均 匀 分 布 的 理 想 形 式 设 计 ；对
式 中 ，Ⅳ为锚索轴力 ； 为锚索半径 ；ｒ ｒ ，为砂浆剪应力 。
示 ，节点轴 向采用 弹簧 一滑块 描述 ，当锚索 一浆体界 面 和 浆体 一岩体界面 间产生 相对位 移时 ，灌 浆环 的剪切 特性 即 可通过下列参 数进行 数值 描述 ：浆体 的剪 切刚度 ，浆 体 的
单孔复合型锚索单元锚固段受力测试新方法及实践

单孔复合型锚索单元锚固段受力测试新方法及实践

2006年10月 Rock and Soil Mechanics Oct. 2006收稿日期：2005-10-09 修改稿收到日期：2005-12-12基金项目：国家自然科学基金委员会、二滩水电开发有限责任公司雅砻江水电开发联合研究基金项目（No. 50539090）；中科院岩土力学研究所湖北省环境岩土工程重点实验室开放课题资助(No. T000405)。

作者简介：李邵军，男，1974年生，博士，助理研究员，目前主要从事GIS 环境下的岩土工程安全性评估研究工作。

E-mail: sjli@文章编号：1000－7598－(2006) 10―1709―05单孔复合型锚索单元锚固段受力测试新方法及实践李邵军，冯夏庭，张友良，周 辉(中国科学院武汉岩土力学研究所，武汉 430071)摘 要：在边坡防护及滑坡治理工程中单孔复合型锚索获得了越来越广泛的应用。

基于滑坡工程实例中的锚索抗拔试验，设计了一种既可获得锚索抗拔力和预应力损失，又可实现对单孔复合型锚索单元锚固段进行受力测试的装置，其原理是通过直接测定锚索中的单束钢绞线受力而获得锚索受力，详细地介绍了该装置的设计实现。

利用这种新型的测试方法于某滑坡锚固工程验明了可行性，测试结果为相应地质条件下的锚索设计方案和锚索施工提供了直接依据，亦具有工程应用和参考价值。

关 键 词：边坡工程；单孔复合型锚索；锚固段；单束钢绞线；受力测试 中图分类号：TU 457 文献标识码：AA new method to test stress of anchorage segments of single boreholemultiple anchor cables and its applicationLI Shao-jun, FENG Xia-ting, ZHANG You-liang, ZHOU Hui(Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China)Abstract: The single borehole multiple anchor cables have been widely used in the fields such as slope protection and landslide remedial projects in these years. Based on the in-situ pull-out test of anchor cables in a landslide, this paper pays attention to how to test both the stress of anchorage segments and the loss of prestressing force. Accordingly, a new method is put forward and introduced in detail; the basic principle of the method is mainly accomplished by testing the stress of individual steel strands of anchor cables, whose feasibility is demonstrated in the engineering practice. Finally, the forces of individual steel strands which are located in different position along the borehole are successfully tested; the results provide direct proofs for the anchor cables design and construction in the condition of in-situ engineering geology, and have practical engineering applicative values.Key words: slope engineering; single borehole multiple anchor cables; anchorage segment; individual steel strand; testing of withdrawal resistance1 引 言近年来，在地质灾害防治工程、隧道、洞室围岩加固及基坑支护等锚固工程中单孔复合型锚杆（锚索）以其特有的优势(先进性、合理性、长期可靠性等)已获得了越来越广泛的应用[1]。

单孔复合锚固及实验曲线以及算例

单孔复合锚固及实验曲线以及算例

单孔复合锚固及实验曲线在岩土体中埋设锚杆,由于围绕杆体的灌浆体与岩土体的弹性特征同杆体的弹性特征难以协调一致,因此岩土锚杆受荷时,不能将荷载均匀分布于固定长度上,会出现严重的应力集中现象。

在多数情况下,随着锚杆上荷载的增大,在荷载传至固定长度最远端之前,在杆体与灌浆体或灌浆体与地层界面上就会发生粘结效应逐步弱化或脱开的现象。

这是与固定长度上粘结应力分布的不均匀性紧密相关的。

锚杆固定段粘结效应逐步弱化或“脱开”,会大大降低地层强度的利用率。

如图1a 所示,当处于固定长度深部的地层强度被利用的条件下,固定段前端的地层已超出其极限强度值,该处锚杆与岩土体界面上只具有某些残余强度。

然而能有这样一种锚固方法,它可将荷载分散地传递到钻孔内几个较短的固定长度上,而不会发生粘结效应逐步弱化或“脱开”,因而可以有效地调用天然地层强度,同时能显著地提高锚杆承载力(图1b) ,这就是本文要论述的单孔复合锚固体系(SBMA 法) 。

一单孔复合锚固法的基本概念单孔复合锚固系统是在同一个钻孔中安装几个单元锚杆,而每个单元锚杆有自己的杆体、自由长度和固定长度,而且承受的荷载也是通过各自的张拉千斤顶施加的,并通过预先的补偿张拉(补偿各单元锚杆在同等荷载下因自由段长度不等而引起的位移差) 而使所有单元锚杆始终承受相同的荷载。

当单元锚杆的固定长度很小,而不会发生粘结效应逐步弱化或“脱开”的情况下,能最大限度地调用锚杆整个固定长度范围内的地层强度。

此外,使用这种锚固系统的整个固定长度理论上是没有限制的,锚杆承载能力可随固定长度的增长而提高。

而对普通集中拉力型锚杆而言,当固定长度大于8～10 m 时,其承载能力增量很小或无任何增加。

当锚杆的固定段位于非均质地层中时,可以合理调整单元锚杆的固定长度,即比较软弱的地层中单元锚杆的固定长度应大于比较坚硬的地层中的单元锚杆的固定长度。

而这样就能使不同的地层强度都得到充分的利用。

如果需要,单孔复合型锚杆可采用全长涂塑的无粘结钢绞线,并绕承载体弯曲呈“U”型的单元锚杆复合而成。

拉压复合型锚杆锚固机理的数值及模型试验应用研究

拉压复合型锚杆锚固机理的数值及模型试验应用研究

拉压复合型锚杆锚固机理的数值及模型试验应用研究
杨林;朱训国;夏洪春;杨帅
【期刊名称】《西安理工大学学报》
【年(卷),期】2024(40)1
【摘要】针对全长注浆锚杆在深部隧洞中支护作用的局限性,为有效控制隧洞围岩变形、增强锚杆承载性能,本文采用有限元数值模拟法深入研究拉压复合型锚杆支护结构在岩石隧道加固过程中受到拉拔荷载作用下的界面失效特征及力学传递机制,并将锚杆应用在超载模型试验中,探究锚杆的支护性能。

研究结果表明:锚固体与围岩相互作用接触界面的力学演化共经历了弹性阶段、塑性软化阶段、完全滑移阶段的渐进式失效过程。

界面剪切力的传递也是从拉拔荷载较小时出现在承载板处,随拉拔荷载增大,向锚固段两侧转移,呈现双峰趋势。

根据锚杆界面剪切力分布规律,提出了复合锚杆在低荷载和高荷载拉拔作用下的剪切力分布模型,此模型具有普遍性,进行的室内超载模型试验得出复合锚杆支护效果优于普通锚杆的结论,此研究可为复合锚杆在深埋隧洞等地下工程中的应用提供一定的参考价值。

【总页数】11页(P132-142)
【作者】杨林;朱训国;夏洪春;杨帅
【作者单位】大连大学建筑工程学院;大连大学复杂结构系统灾害预测防治重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TD350
【相关文献】
1.基于竖向循环荷载下锚杆长度对锚杆锚固机理的数值模拟分析
2.新型拉压复合型锚杆锚固性能研究Ⅲ:现场试验
3.新型拉压复合型锚杆锚固性能研究:Ⅰ简化理论
4.新型拉压复合型锚杆锚固性能研究Ⅱ:模型试验
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。