边坡锚索检测试验分析
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低温建筑技术 ２０１０年第３期（总第１４１期）
边坡锚索检测试验分析
高晓燕，康文生，胡莉莉 （兰州交通大学土木工程学院。 兰州７３００７０） 【摘 要】 介绍某公路边坡锚索检测试验的实施过程，分析了锚索抗拔试验的结果，在此基础上对边坡锚索 的弹性变形和锚固力作出评价，同时对同类型公路边坡检测试验研究具有一定的参考价值。 【关键词】边坡锚索；锚索检测；抗拔试验 【中图分类号】ＴＵ４７２ 【文献标识码】Ｂ 【文章编号】 １００１—６８６４（２０１０）０３一ＯＯ８６—０２ １工程概况 该边坡地处青藏高原东部，地势东北高，西南低， 边坡位于隆务河左岸，河流下切严重。在坡体下部陡 立岩墙外侧，采用预应力锚索地梁加固。地梁长 １５．Ｏｍ，基础埋深１．５ｍ，截面０．７ｍＸ０．７ｍ，梁中与梁中 横向间距坍塌区为３．Ｏｍ，其两侧“岩墙”较完整处为 ６．Ｏｍ。每根地梁设三孔ｃＩ：￣１５．２预应力锚索，其倾角 ２５。，孔径￣１３０ｍｍ，锚固段长９．０ｍ，自由段长７．０ｍ。锚 索由高强度（１８６０级）、低松弛预应力钢绞线制成，将 危岩体锚固于稳定岩层中。锚索单孔设计拉力 ６３０ｋＮ，锁定拉力４８０ｋ＿Ｎ。 ２试验仪器及检测过程 根据ＧＢ５０３３０—２００２（建筑边坡工程技术规范》进 行锚索检测试验。试验设备及仪器：锚索拉拔试验装 置、千斤顶、手动油泵、大量程百分表等。 （１）检测试验的最大试验荷载为锚索设计轴向 拉力值的１．５倍。 （２）前三级荷载可按最大试验荷载值的２０％施 加，以后按１０％施加，达到试验荷载后观测１０ｒａｉｎ，然 后卸载到试验荷载的０．１倍并测出锚头位值。 （３）锚索试验完成后应绘制锚索９一ｓ曲线图， 锚索总变形量应满足设计允许值，且应与地区经验基 本一致。 （４）满足下列条件，锚索验收合格。 ①加载到设计荷载后变形稳定；②锚索弹性变形 不应小于自由段长度变形计算值的８０％，且不应大于 自由段长度与１／２锚固段长度之和的弹性变形计算值。 （５） 当验收锚索不合格时应按锚索总数的３０％ 重新抽检，若经检测还有锚索不合格时应对锚索全数 进行检验。 ３现场试验结果分析 ３．１锚索检测点布置图（见图１）
一、
坡
图１边坡锚索检测点布置图 ３．２锚索抗拔试验 该段边坡上共选取３个锚索抗拔检测点，各点的 分别为：ＭＩ，Ｍ２，Ｍ３。 工况１：Ｍ１锚索倾角２５￣，锚垫板与锚头接触紧 密，７束钢绞线。 工况２：Ｍ２锚索倾角２２。，锚垫板与锚头接触紧 密，６束钢绞线。 工况３：Ｍ３锚索倾角２８。，锚垫板与锚头接触紧 密，６束钢绞线。 ３．３试验结果分析 所选３个测点的锚具尺寸、钢绞线数量均符合设 计要求。 该段边坡上３个测点的锚索抗拔试验加载及变形 测试结果见表１。 表１
锚索检测试验数据 高晓燕等：边坡锚索检测试验分析 ８７ 加载过程中三个测点后一级荷载产生的锚索位 移量均小于前一级荷载产生的锚索位移量的２倍，满 足规范要求，说明试验数据有效。 表１中Ｍ１最大上拔量５４．０７ｍｍ，最大回弹量为 ４８．５３ｍｍ（５４．０７—５．５４），回弹率为８９．８％；Ｍ２最大上 拔量为５２．１ｌｍｍ，最大回弹量为４７．０９ｍｍ，回弹率为 ９０．４％；Ｍ３最大上拔量为５３．０１ｍｍ，最大回弹量为 ４４．４２ｍｍ，回弹率为８３．８％。三处锚索大部分为弹性 变形，塑性变形很小。 根据国标ＧＢ／Ｔ ５２２４—２００３＜（预应力混凝土用钢绞 线》规定，钢绞线公称直径１５．２ｍｍ，强度级别１８６０ＭＰａ 时，取弹性模量为１９５ＧＰａ，面积为１４０ｒｍｎ２。 由弹性模量：Ｅ＝ａｌｅ （１） 式中， 为应力，ｅ为应变。 应力 ＝ＦＩＡ （２） 式中，Ｆ为拉力，Ａ为一束钢绞线面积。 应变ｅ＝△ＬＩＬ （３） 式中，△￡为弹性伸长量，Ｌ为材料长度。 由（１）（２）（３）整理可得钢绞线的弹性变形量为： △Ｌ＝ＦＬ／ｎＦ＿．Ａ （４） 式中，ｎ为锚索中使用钢绞线的束数。
吕 ｛ Ｑ／ｋＮ ０ １８９ ３７８ ５６７ ７５６ ９４５
图２ Ｍ１ Ｑ—ｊ曲线 昌 由以上推导公式可得工况１的理论最小值和最大 值。 自由段长度变形计算值的８０％（理论最小值）为： ９４５ｋＮＸ７ｎ１，（７×１９５ＧＰａ×１４０ｍＩｎ２）×８０％＝２８．５７ｍｍ 自由段长度与１／２锚固段长度之和的弹性变形计 算值（理论最大值）为： ９４５×（７＋９，２）／（７ Ｘ １９５ Ｘ １４０）＝５６．８７ｍｍ 各工况理论值与实测弹性变形值（即最大回弹 量），见表２。 表２ 变形实测值与理论值 ｎ－ａｎ
表２各工况下的实测值介于最大值与最小值之 间，说明锚索的变形满足要求。 由抗拔试验测试数据使用ｊＹＣ数据处理软件得到 该段边坡上３个测点的锚索抗拔试验口一ｓ（荷载一位 移）曲线如图２一图４所示。 Ｑ＆Ｎ ０ ｌ８９ ３７８ ５６７ ７５６ ９４５
目 Ｑ Ｎ ０ １８９ ３７８ ５６７ ７５６ ９４５
图３ Ｍ２Ｑｑ曲线 图４ Ｍ３ Ｑ—ｓ曲线 图２一图４三处锚索ｐ—ｓ曲线光滑渐变，说明锚索 在连续加载过程中变形稳定，锚索总变形量满足设计允 许值（５５ｍ），且与地区经验基本一致，符合规范要求。 ４结语 所检测３个测点的锚索在加载到设计荷载 （９４５ｌｃＮ）后变形稳定，锚索弹性变形量大于自由段长度 变形计算值的８０％，小于自由段长度与１／２锚固段长 度之和的弹性变形计算值，满足规范要求。表明锚索 在正常使用荷载条件下弹性变形满足规范要求，锚固 力满足设计要求，锚索满足验收标准。 参考文献 ［１】ＧＢ５０３３０—２００２，建筑边坡工程技术规范Ｉｓ］． ［２］青海省交通建设工程质量监督站．公路边坡支护工程质量检 验评定标准（初稿）［Ｒ］．西宁：２００３． ［３］盯Ｇｌ浩０／１—２００４，公路工程质量检验评定标［ｓ］． ［４］．１ＴＪＢ０１—２００３，公路工程技术标准［ｓ］． ［５］ＧＢ／Ｔ５２２４—２Ｏ０３，预应力混凝土用钢绞线［ｓ］． 【收稿目期】２Ｏ０９—１ｌ一２４ ［作者简介】高晓燕（１９８１一），女，山东济南人，硕士，从事道路 与铁道工程研究。 （编辑陈伟） ∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞ ０．ｎ ｎ ＂ ∞ ∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞∞ ｏ ５儿 ∞∞∞加∞∞∞如∞∞∞
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