岩土锚固技术的发展综述及进展
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试析岩土锚固技术发展现状一、引言岩土工程的锚固技术是岩土工程中最重要的技术之一。
锚固技术可以在岩土工程中将岩土自身能力和稳定性能最大限度的提高,而且还可以有效的缩减结构物的大小和降低结构物的自身重量,大大的节约了工程预算,并且有效的锚固还可以保证施工人员的安全,所以岩土的锚固技术已经是解决岩土工程难题和加强岩土稳定性的最直接、最经济和最高效的办法之一了。
目前,我国已经在边坡处理、基坑作业、矿井作业、隧道开挖等等工程均广泛的采用了这种岩土锚固技术。
随着近些年我国对基础设施工程的大力建设,尤其是对交通、能源和城市基础设施的大力兴建,将凸显出岩土锚固技术的重要作用。
在1991年,美国首次采用岩石锚杆支护矿山巷道,当时的这一技术可以称之为岩土锚固技术的首次应用,而且得到了良好的应用效果。
随后到了60年代,我国也开始了对这种锚固技术的研究,并且开始尝试应用到实际工程当中去,那时的矿山隧道、铁路隧道和地下厂房均采用了岩土锚固技术,尽管当时的技术可能并不是非常的发达和先进,但是锚固支护的应用确实为我国当时的一些难度较大的工程提供了良好的技术支持。
70年代,英国的核潜艇基地大量的应用了地锚技术,已解决地下水造成的浮力影响。
纽约的世贸中心工程也运用了岩土錨固技术以解决深开挖工程中的一些难题。
随后,法国、瑞士、结课、澳大利亚等国家相继出台了关于岩土地层锚杆的技术规程,并且锚固技术得到了极为广泛的应用。
二、岩土锚固的发展现状2.1应用领域拓展我国自六十年代开始,非预应力和低预应力的锚固技术以及锚固支护技术开始广泛的应用到了矿山巷道和一些隧道工程中了,岩石锚固技术为我国的隧道工程的兴建提供了强大的支持,并发挥了巨大的作用。
随着时间的推移,工程中出现的难题种类越来越多,问题越来越复杂,所以随之出现了越来越多的锚杆种类以满足各种工程的需求。
八十年代,是我国锚固技术的兴旺时期,那个时代水利、电力的大力发展也推动了锚固技术的不断的完善与进步,而且我国已经开始生产高强钢绞线,并且开始研究灌浆技术了,这表明我国在岩土锚固技术已经跨入了一个新的时代了。
岩土锚固技术的应用及发展岩土工程中经常出现地面沉降、滑坡、岩崩等地质灾害,后果非常严重,经常会造成重大损失和人员的伤亡。
发生这些地质灾害的原因主要是岩体内受力不均匀,因此为了改善岩体的应力状态,提高岩土体以及结构的整体稳定,通常采用锚固的方法,目前这种方法应用非常广泛,并且取得了良好的效果。
标签:岩土;锚固技术;应用;发展锚固技术是岩土工程的重要组成部分,充分利用锚杆等材料提高岩土体的稳定性,保证结构安全可靠,目前在很多领域的应用都非常普遍,比如交通建设、水利建设、建筑工程等。
通过利用锚固技术有效的防止了沉降、滑坡、岩崩等地质灾害的发生。
一、岩土工程中锚固技术的简介锚固技术实现的目地是避免在地下工程的施工过程中发生的一些滑移或者坍塌等造成恶劣影响的灾害性事故的发生,它的主要原理就是通过土体或者是岩体的锚固力来对地下工程中的结构进行稳定,所以说锚固技术不但是地下工程施工过程中的重要技术之一,而且还是保证施工能够安全进行的重要保障。
锚固技术一般都是分为两端进行操作的,工程中的结构物或者挡土墙用来连接其中的一端,而剩下的一端则是锚固在能够承受住结构物自身的上托力的地基土层中或者挡体墙的土压力、抗拔力、水压力等的岩层中。
虽说原理差不多但是锚固技术一般情况下分为两类,分别是土锚和岩锚两种。
在二十世纪六十年代以前并没有岩土工程这一独立的学科,它在原来只是土木工程中一个分支,直到后来才随着土木工程建筑的实践慢慢的建立起来这一新型的技术学科,它主要针对的解决对象是岩体和土体工程中的各种问题,比如地基和基础、地下和边坡工程等问题,也可以说岩土工程就是运用岩石力学、工程地质学、土力学进而对工程中相关岩石和土的那些工程技术问题进行解决的一类学科。
近几年来,随着岩土工程的发展,在其中起着重要作用的锚固技术也在不断的发展和完善,现在已经在很多领域都有广泛的应用并且取得了巨大的成就,特别是岩土工程中高边坡防护、路基、公路隧道、深基坑的处理等等。
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题岩石锚固技术是一项非常实用的工程技术,也是目前最为常见的基础工程处理技术。
随着近年来国民经济的发展和科学技术的进步,这种施工技术被广泛的应用在各类工程项目中。
本文就岩土锚固工程技术的发展现状以及存在问题进行探讨与分析,以供同行工作参考借阅。
标签:岩土锚固;基础工程;发展尽管在现代化建筑工程项目中,岩土工程类技术已经成为一门国际公认的基础施工技术,其从诞生截至当前仅仅只有五十多年的历史,在这五十多年中,其广泛的应用在各类建筑工程项目中,毫不夸张地说,目前我国的岩土工程实践技术和发展水平在整个世界都是名列前茅的,其应用之广泛可以说是空前绝后。
无论是在各种大规模的水利工程,还是小型的建筑工程都有所涉及。
就目前的建筑工程项目分析,岩土锚固工程施工技术已成为国内外专家学者研究的主要话题之一,其施工项目和结构措施也逐步受到人们的关注。
正因为此,对于各项大型建筑工程中存在的高边坡、大跨度和深基坑工程来说,岩土锚固已成为一项具有着重要意义的关键技术。
一、岩土锚固技术与特点岩土锚固技术是埋置于岩石土体中的一种受力拉杆件,从而具备良好的拉应力,使得建筑物结构拉应力能够良好的传递给深部的稳定土层,从而加固不稳定的岩土体。
这种锚固技术和加固措施主要是利用栏杆与岩土体之间的相互作用,进而共同完成相应的工作结构体系。
岩石锚固工程技术的发展与我们现阶段的生活紧密相关,它可以追溯至上个世纪初期。
而我国的岩石锚固技术则应用较晚,主要用于上个世纪五十年代后期,然而就在这几十年间的社会发展中,其被广泛的应用在各建筑工程项目中,成为主要的基础工程施工技术。
这种工程项目在施工的过程中由于锚固工程技术的新发展使得其被大量的应用在边坡治理、隧道、重力墙结构之中,在相当数量的基坑工程中也被广泛的使用。
岩土锚固技术的应用对于提高岩层整体性和稳定性有着重要意义,其施工优势也得到了充分发挥。
1、在地层开挖之后,可以立即提供主动支护抗力,从而有效的控制地层与锚固结构之间的变形发展关系,呈现出改善土体应力的状态和结构关系。
岩土锚固研究与新进展一、本文概述随着科技的进步和工程需求的日益增长,岩土锚固技术作为一种有效的地下工程稳定手段,其研究和应用越来越受到广大工程界的关注。
本文旨在全面综述岩土锚固技术的最新研究进展,深入探讨其在实际工程中的应用效果和发展趋势。
文章首先对岩土锚固的基本概念、原理及分类进行了简要介绍,然后重点分析了近年来国内外在岩土锚固材料、锚固机理、设计方法、施工技术和监测评估等方面的新理论、新技术和新成果。
通过对比分析不同锚固体系的优缺点,本文提出了针对不同地质条件和工程需求的最优锚固方案选择原则。
文章还就岩土锚固技术在复杂地质环境、大型地下空间开发和城市基础设施建设等领域的应用前景进行了展望,以期为我国岩土锚固技术的发展提供有益的参考和借鉴。
二、岩土锚固技术的基本原理岩土锚固技术是一种广泛应用于岩土工程中的主动加固与支护技术,其基本原理在于利用锚杆(或锚索)与岩土体之间的相互作用,实现岩土体的稳定。
岩土锚固技术主要包括锚杆支护、预应力锚索、土钉墙等多种形式,它们的基本原理相似,都是通过在岩土体中设置锚杆或锚索,利用锚杆(或锚索)与岩土体之间的摩擦力和粘结力,以及岩土体自身的抗剪强度,将岩土体稳定在一定范围内。
传递原理:锚杆(或锚索)通过注浆或其他方式,与岩土体形成一个整体,当岩土体受到外力作用时,这个整体能够共同承受外力,并将外力通过锚杆(或锚索)传递到稳定的岩土体中,从而实现岩土体的稳定。
锚固原理:锚杆(或锚索)在岩土体中形成一定的锚固长度,通过注浆体或岩土体与锚杆(或锚索)之间的摩擦力和粘结力,将岩土体锚固在锚杆(或锚索)上,防止岩土体的滑移或坍塌。
悬吊原理:当岩土体中存在不稳定的岩土层时,可以通过锚杆(或锚索)将不稳定的岩土层悬吊在稳定的岩土层上,从而实现岩土体的稳定。
组合原理:岩土锚固技术常常与其他支护结构(如喷射混凝土、钢筋网等)组合使用,形成一个整体的支护体系,共同承受外力,提高岩土体的稳定性。
岩土锚固技术的发展与存在的问题锚固技术是岩土工程建设中极其重要的一个技术,近年来随着社会经济高的发展,科学技术的进步,该技术也有了进一步的发展,其运用前景十分可观。
锚固技术能够迅速发展的原因就在于它可以全面地实现岩土材料本身的功效,尽可能地发挥岩土介质的硬度,同时有效强化岩土体的承重和稳定作用,将结构物与岩土体二者牢牢地固定在一块,从而保证了岩土工程的质量和施工者安全。
自上世纪20年代第一次使用钢筋加固岩层以后,该技术就呈现快速发展之态势,尤其是上世纪802年代以来,在计算机诞生以后,运用计算机进行模拟计算,有效地促进了岩体锚杆加固机理的相关探究。
不过因为岩土介质自身额特点,其复杂多样性造成目前研究还面临种种不足,其设计理论、计算方法还有待改进。
所以实际上其理论研究已经更不上工程实践的脚步了。
2 岩土锚固技术的研究现状及其应用方向2.1 国外锚固技术的发展情况从18世纪90年代,在北威尔士的煤矿中,率先使用了钢筋来加固岩层开始,到上世纪80年代为止,随着技术的革新,使得锚杆的承载力最大达到了*****KN,再到近些年来,国外的岩土锚固技术各方面都有了长远的进步。
当前学界和工程业中对于岩土锚固技术理论相关研究可分成两个部分:一是将锚固体当成研究对象,探讨锚固体和岩土体的力的相互作用;其次是将岩土体当作研究对象,探讨锚固体对加固体所起的的力学效果。
国外学者长期以来都专注于对锚杆试验的探究,概述如下:鲁特邹和贾居里在1967年时进行了关于钢筋在混凝土中的滑移性质的相关探讨。
法玛尔在他的1975年论文中着重研究了腊八荷载作用下锚杆的粘结力,他通过相关试验的探究得出结论,认为粘结力从荷载作用点到锚杆里端是按照指数形式不断减少的,从而为近代的锚杆的受力特性研究确立了学术技术。
司邦等人在1990年发表的论文中,展示了他根据相关试验结果,得出额结果是,锚杆倾角与其所加固节理面的抗剪强度有关。
籍里柯等人在2002年发表的论文中对全长粘结式锚杆的锚固力受锚杆长度、直径等其他因素的影响关系实施了相关试验,得到的结论是改变以上相关因素的数值的确会加大锚固力,但存在一个峰值,也就是不能大于锚杆材料自身的抗拉强度。
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题岩土锚固工程技术属于一种重要的基础施工技术,在实际施工中具有良好的适用性,能够对建筑基础工程的稳定性进行提升,有效的提高工程施工质量。
随着建筑业的不断发展,工程项目的种类也越来越多,岩土锚固工程技术在各类建筑基础工程中,都取得了良好的效益。
笔者结合自身经验,对锚固工程技术的施工特点和锚固技术的发展历程回顾,研究讨论了岩土锚固工程技术的发展问题与对策,望能对同行提供参考。
标签:岩土锚固技术基础工程发展问题随着时代的发展,我国的社会经济得到了显著的提高,建筑工程施工项目也逐年增多。
基础工程施工中的岩土工程类施工技术在我国发展已有50多年的历史,无论在技术实践还是施工能力都具有先进水平。
岩土工程技术的应用也逐渐进入其他项目工程中,本文着重对岩土锚固工程技术的施工内容、发展现状及未来展望进行分析,为岩土工程技术的进一步发展献出微薄之力。
1岩土锚固工程技术的特点分析岩土锚固工程技术主要是指相关施工人员将工程受力构件合理的埋设在岩土结构中,使工程的基础结构具备良好的拉应力,建筑基础结构的拉应力得到了显著的提高,那么就使基础的稳定性得到增强,有效的对岩土结构进行稳定加固。
简单的说将岩土体与栏杆通过一定措施进行相互作用就是岩土工程锚固技术的工作原理,能够有效的加强工程结构系统的整体稳定性。
当前岩土锚固工程技术已在各类建筑工程施工中得到了广泛的运用,并取得了良好的施工效益。
随着科技的不断进步,岩土锚固工程技术也逐渐引进了其他先进的技术与理念,使岩土锚固工程技术的施工应用范围得到了进一步的拓宽,充分的体现了其在工程项目施工中的优势与特点。
岩土锚固工程技术的主要特点表现在以下几个方面:一是在进行土层结构挖掘施工时,相关施工人员应注重工程周边的土层结构稳定性的控制,此时就要使用岩土锚固工程技术对土层结构进行主动的支护,进而使土层土体的结构稳定性得到适当的加强,进而保证工程的施工质量与安全。
岩土锚固工程施工技术研讨1锚固工程技术发展概况近年来,我国岩土锚固工程技术,主要是在结构、材料与施工工艺上进行了改进,向受力合理、快速承载、适用性强、效率高的方向发展,以适应不良地层环境工程建设和特殊工程结构的需要。
随着锚固工程技术的快速发展和提高,锚固工程结构形式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公路边坡防护工程、水利工程、隧道及地下工程、建筑深基坑支护所采用的重要技术。
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。
2必备开工条件包括开工报告、锚筋材料试验、浆体材料试验、配合比试验、以及相关机械设备等。
3按设计要求进行预应力锚索杆基本试验,即抗拔拉破坏试验。
1.2锚孔钻造1锚孔测放要求按照设计桩号采用拉线尺量,结合水准测量进行放线,并用铁钎和油漆标记准确定位。
2钻机就位应严格按照设计孔位、倾角和方位准确就位,采用测角量具控制角度,钻机导轨倾角误差不超过士1度,方位误差不超过士2度。
3锚孔钻进应采用无水干钻,严格控制钻进速度,防止钻孑偏斜、扭曲或变径。
4在钻进过程中认真作好现场施工记录,如钻压、钻速、地层和地下水情况等。
5钻孔孔径,孔深要求不得小于设计值,并超钻20—50,钻进达到设计深度后,不能立即停钻,要求稳钻3~5分钟,防止孔底尖灭,并且,及时进行锚孔清理。
6卡钻外理在软硬不均的风化岩层中容易发生卡钻,解决的办法是钻机来回启动,成拔出钻杆用高压风吹净孔内碎石再钻进。
7塌孔处理,钻孔过程中如发生塌孑现象可用如下方法处理,①是下套管即跟管钻进,此法比较可靠,但工序较多,速度慢。
岩土锚固工程的现状与发展探究摘要:近年来,随着科学技术和施工工艺的进步以及机械设备的更新换代,国内外岩土锚固的研究异常活跃,工程应用也迅猛发展。
本文简要分析了岩土锚固工程的现状以及发展方向,以供探讨。
关键词:岩土锚固发展现状发展方向中图分类号: tu757 文献标识码: a 文章编号:岩土锚固工程简介岩土锚固是岩土工程领域的重要分支,其原理是依靠锚杆周围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性。
在岩土工程中采用锚固技术,能较充分地发挥和提高岩土体的自身强度和自稳能力,显著缩小结构物体积和减轻结构的自重,有效控制岩土工程的变形。
岩土锚固方法已经成为提高岩土工程稳定性和解决复杂岩土工程问题最经济有效的方法之一。
岩土锚固工程的应用范围岩土锚固应用领域的迅速拓展与应用规模的不断扩大,标志着我国岩土锚固的设计、施工水平已有了很大程度的提升。
在地铁隧道中的应用地铁建设的发展给锚固技术带来了极好的发展前景,目前的地下铁道工程的施工已广泛应用了锚固技术,无论是明挖法施工,还是暗挖法施工,围护结构及超前支护结构的施工都离不开锚固技术。
在明挖法施工中的应用对于明挖法施工的地铁车站深度较浅的基坑(指基坑开挖深度在10m以内),有条件时,宜采用较为经济的土钉墙体系。
深度较大、基坑宽在30m以上时,一般采用桩+锚索(杆)体系。
从目前地铁车站、区间的深度分析,采用桩+锚和地下连续墙+锚作为围护结构体系的居多。
从经济上考虑,也采用土钉墙与桩+锚结合的技术。
其中比较典型的是北京地铁五号线雍和宫站,其一侧围护结构上部为土钉墙,下部为桩+锚,另一侧围护结构自上至下均为桩+锚。
在软土、砂层等土层,锚索采用钢绞线,长度为20~30m,拉力为300~1000kn,间距一般为1.4m左右。
在暗挖施工中的应用。
在暗挖法施工中,锚固技术主要应用在超前大管棚、超前小导管以及锁脚锚管等方面。
超前大管棚主要用于暗挖隧道下穿大的雨水管、污水管或重要地下构筑物及隧道开马头处,目的是控制管线或构筑物的沉降。
岩土锚固技术的发展综述及进展摘要:本文综合研究和论述了岩土锚固技术的发展历史、发展现状以及新进展。
结合目前最先进的锚固理论和工程应用实例,把岩土锚固技术的每个方面展现在读者面前;同时,提出目前存在的问题,为今后的研究提供新的思路。
关键词:岩土锚固技术发展历史发展现状新进展Abstract:This paper discusses the comprehensive research and geotechnical anchorage technology development history, development situation and new progress. Combined with the most advanced anchorage theory and engineering application examples, we show every aspect of the geotechnical anchorage technology to the reader; At the same time, it puts forward the existing problems for future study provides new train of thought.Key words:Geotechnical anchorage technology development history development situation new progress前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(索),它所起的作用即为锚固。
岩土锚固能充分调用锚杆周围地层自身强度显著增强周围地层的承载能力节约工程材料从而成为解决岩土工程稳定性问题经济有效的方法之一。
由于岩土锚固工程技术的新发展,近年来用此技术在大量边坡加固和整治工程中在很大程度上取代了传统的浆砌片石式挡墙或重力挡墙结构;在相当数量的深基坑工程中取代了水平横撑式支挡结构;在几乎所有采用矿山法施工的地下工程中取代了分步开挖木支撑式临时支护结构。
在其他方面,如深基础工程、抗浮结构工程、大坝加固工程、公路拓宽工程、公路边坡治理问题以及悬索桥的锚固等工程中,岩土锚固工程技术的优势也都得到了充分发挥。
同时也推动岩土锚固理论的发展。
当然,岩土锚固技术也存在着很多问题亟待解决。
比如,理论研究远落后于工程实际应用,锚体的永久性及腐蚀性问题,锚体的新类型新结构的受力问题等。
因此,对于岩土锚固技术,我们需要有一个充分的了解,了解它的产生历史,现在的发展情况,以及未来的发展方向,这样我们才能正确的使用现有的锚固技术为我们的工程建设服务,也能制定正确的研究方阵,为未来的新发展打下良好的基础。
第一章发展历史以及认识对于岩土锚固技术,我们首先要了解它的历史,包括它在国外和国内的历史。
岩土锚固技术是在怎么样的情况下产生,它有什么作用,进而了解它的结构,认识锚,这样将有助于我们对于它有一个直观的印象。
1.1 外国锚固技术的发展历史国外对于岩土锚固技术的应用和研究,已有100 多年的历史。
早在1890 年,在北威尔士的煤矿加固工程中就开始用钢筋加固岩层。
1911年美国首次采用岩石锚杆支护矿山巷道起,锚固技术便迅速发展,现已普及到世界各国的露天矿边坡加固、地下工程支护、铁路边坡支护、水利水电工程中的坝基加固、高边坡稳加固、土木建筑工程中的深基坑加固等各个领域。
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10 000 kN的预应力岩石锚杆来保持加高后坝体的稳定。
1957年,法国Bauer公司首先采用土层锚杆,从此锚固技术不再仅限于岩石,而且也用于土层、风化岩、软岩中,1957年前联邦德国鲍尔公司在深基坑中应用了土层锚。
1969年,在墨西哥召开的第七届国际土力学和基础工程会议上,曾把土层锚杆技术作为一个专门的问题来讨论。
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,开挖从地面向下到24 m深,锚杆倾角为45。
,工作荷载为3 000 kN。
据不完全统计,国外的各类岩石锚杆已达600 余种,锚杆年使用量超过2. 5 亿根。
法国、瑞士、澳大利亚先后颁布了地层锚杆的技术规范。
1.2 我国锚固技术的发展历史从20 世纪50 年代后期起,中国开始在矿山巷道中使用锚杆支护。
1964 年在梅山水库连拱坝左、右坝肩加固中,首次使用了预应力锚索。
1986 年在重庆松澡矿务局金鸡岩滑坡治理中,应用了锚索抗滑桩技术并取得了成功。
20 世纪90 年代以来,锚索框架广泛应用于铁路、公路滑坡及高边坡治理中。
大规模的边坡锚固工程,当始于漫湾水电站。
漫湾水电站由于左岸滑坡,在1990 ~ 1992 年对左岸成功布设了2 000 余根3 000 kN 的预应力锚索。
这一工程实践极大地促进了中国岩土锚固技术的发展例如,三峡工程的设计锚固工程量就非常大,仅就其双线船闸边坡而言,全长共五级,约1 600m,其坡高最高处达170m,坡角自上而下别为45。
、75。
、90。
,其高度及其工程规模之大为世界罕见。
随之,锚固技术开始在中国的矿山、冶金、水电、交通及土木建筑等领域内推广使用,其应用范围从坚硬稳定岩石发展到松软破碎岩体,由小巷道发展到大跨度硐室,由静荷条件发展到动荷条件,由基建工程发展到工程抢险和结构补强。
近年来,锚索技术在文物加固中也得了较多的应用,取得了可喜的成果。
1.3 对锚固技术的认识锚固技术,国内习惯统称为锚杆支护技术,国外一般称锚固技术或锚杆加固技术。
锚杆在美国叫“Anchorage”,在欧洲叫“Ground anchor”,在日本叫“Earthanchor”,是指一种一端固定在边坡或地基的岩土层中,另一端与工程建筑物相连接,用以支承由于土压力、水压力或风压力等所施加于建筑的推力的受拉杆件。
岩土锚固技术是利用地层自身锚固力以维持建筑物稳定的技术,它是将支护结构所承受的荷载传递到稳定地层中的结构体系,是岩土工程领域中的一个重要分支。
锚杆支护技术在工程上的应用已经非常成熟,在理论上也有了很大的成就从大量国内外岩土锚固的文献资料中能清楚地了解到锚杆锚固技术的现状和发展。
第二章发展现状岩土锚固技术发展到现在已经有了一段很长的历史了。
到21世纪,岩土锚固技术的使用已经非常普遍了,几乎所有涉及岩土的工程都会有锚杆和锚索存在。
在节约经济成本和加快工期上,岩土锚固技术是两者兼得。
目前,岩土锚固技术的相关研究理论已经有了不少,而且很多已经是多次证明是适用的,已经成为了业内研究的基础。
在时间工程应用上,岩土锚固技术是远领先于研究理论,很多实际应用目前还找不到合适的理论证明,但是经过了实践的验证,证明这些新的技术是非常有效的。
2.1 理论研究现状现阶段,关于岩土锚固技术的理论基本都有了基本的方向,但是目前的理论也只是暂时,能说明我们现阶段的理论能满足我们的基本技术要求,但是对于新出现的许多技术和心材料,我们的理论还是需要加大力度进行研究,找到正确的理论,并推广于我们的岩土工程上。
2.11 成熟并利用的理论经过了几十年的理论研究,对于岩土锚固技术,成熟并利用的理论主要有两个方面。
一是锚固荷载传递机理,二是岩土锚固的加固机理。
2.111 锚固荷载传递机理顾名思义,就是我们需要了解的是,我们所使用的锚具,插在岩土中,但是它的受力情况是如何的,它的应力状态是如何分布的。
锚具哪一部分发挥最大作用,哪段作用相对小。
经过这些研究以后,我们可以适当的调整整个锚具的力学分布,使我们所用的锚具能够发挥最大的效应。
达到节约成本的同时,也能保证工程是安全的。
锚杆(索)支护是一种安全、经济的支护方式,它是以锚杆(索)为主体的支护结构的总称,它包括锚杆、锚喷、锚喷网等支护形式。
其技术就是在土层中斜向成孔,埋入锚杆后灌注水泥(或水泥砂浆) ,依赖锚固体与土之间的摩擦力,拉杆与锚固体的握裹力以及拉杆,强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载。
锚杆支护以其结构简单、施工方便、成本低和对工程适应性强等特点,在土木工程(包括采矿工程)中得到了广泛应用。
随着岩土锚固技术的应用,20世纪中叶开始逐渐形成了对岩土锚固技术本质的认识和研究,充分利用具有较大刚度和强度的材料来加强或加固软弱破碎的岩土体,同时发挥岩土体的自稳能力,达到稳定工程结构物的目的。
对锚杆荷载传递机理的研究,国内外主要从荷载由锚杆转移到灌浆体的力学机理及灌浆体与钻孔孔壁间的力学机理方面进行研究。
锚杆表面存在着微观粗糙皱曲,浆体围绕着锚杆形成灌浆柱,在破坏前锚杆和灌浆体之间的结合力发挥作用;当锚杆和浆体发生一定的相对位移后,两者界面部位发生破坏,这时锚索和灌浆体之间的摩擦阻力发挥主要作用,且摩擦阻力随灌浆体的剪胀而增加,增大锚杆表面的粗糙度则能够提高摩擦阻力。
对于光面锚杆,锚杆和灌浆体之间的结合主要取决于滑动前的附着力和滑动后的摩擦力。
对于竹节锚杆,结合力主要取决于表面突节的机械作用。
2.112 岩土锚固的加固机理上述研究主要从地锚荷载传递机理出发,讨论了地锚荷载分布规律以及诸多因素对锚固力的影响,研究的目的是如何取得最大锚固力。
但是从工程上讲,得到最大锚固力并非最终目的,最终目的确保工程安全的同时,力求经济、快速。
这就要求研究如何有效、合理地利用锚固力,即从加固效果角度出发研究锚固作用机理。
岩土锚固作为岩土工程的一个重要分支,其理论的发展与岩土工程理论概念的发展密不可分。
岩土工程从概念上讲可分为3个发展阶段:结构工程概念、岩土工程概念和地质工程概念阶段。
岩土锚固作用机理的研究从概念上区分,可归纳如下:结构工程概念,其基本特征是“荷载.结构”模式,把岩土体中可能破坏部分的重量及其他外力作为荷载由支护承担,锚杆支护的悬吊理论、组合梁理论、成拱理论,都是沿用早期结构工程概念,采用结构力学方法建立的。
岩土工程概念,强调的是充分发挥围岩土体的自身强度及自稳能力,它使锚杆支护由支撑概念转变为加固概念,由被动承载转变为主动加固。
这是岩土锚固理论在思想上的巨大进步,它为岩土锚固理论的发展开辟了新天地。
地质工程概念,不仅充分考虑了岩土体自稳能力,还考虑了环境因素与工程的相互作用,建立在此基础上的岩土锚固作用机理的研究还比较少见,但是在工程实践上已大量出现,比如在城市深基坑工程中可回收锚杆的应用便是一例。