当前位置：文档之家 › 锚杆耐久性现场试验研究_赵健

锚杆耐久性现场试验研究_赵健

  • 格式：pdf
  • 大小：579.70 KB
  • 文档页数：9

下载文档原格式

  / 9

合集下载

锚杆耐久性研究回顾与探讨

锚杆耐久性研究回顾与探讨

摘 要： 锚杆的耐久性问题是岩土锚固技术中重要但相对薄弱的研究环节。本文回
顾 了国 内关 于锚 杆 耐 久 性 问题 所取 得 的 主要 研 究成 果 ， 总结 了影 响锚 杆耐 久 性 不 良的
主 要 因素 ，并 指 出 当前 针对 锚 杆 耐 久 性 问题 可 以重 点研 究 的 几 个 方 向 。
相 比 于 锚杆 的受 力机 理 研 究 ， 目前 液 中腐蚀 速度 的变化 。研 究 表 明
国 内外 针 对 锚 杆 耐 久 性 的 系统 研 究 工 作 永 久 浸 泡 条 件 下 ，锚 杆 体 在 弱 酸 性 溶 液 不 够 深 入 ，关 于 锚 杆 长 期 使 用 性 能 和 耐 久 性 的 研 究 与 报 道 相 对较 少 。 这 是 因 为
主 动 锚 失 效 导 致 边 坡 鼓 胀 失 稳 ， 京福 高 速 公 路 、贵 州 凯 （ ） （ ） 级公 路 边 坡 里 麻 江 一
关于 多 因素 耦 合环 境 下 的 锚杆 腐 蚀 ， 汪剑 辉 等 人 主 要进 行 了锚 杆 在潮 湿 空 气
中都 有 锚 索 失 效 造 成 破 坏 的例 子 。 因此 和 Ｎ ｏ 溶 液 中与荷 载 耦 合 的研 究 ，并 ａｓ 锚 杆 耐 久性 研 究 刻 不 容 缓 。
得 出 了以下 结论 ：（ 锚 杆在 潮 湿空 气 中 １）
的腐 蚀程 度 与锚 杆材 料 性质 、温度 、湿度 及 大 气成 分等 气 象 环 境 因 素有 密 切 关 系 ，
１ 锚杆 耐久性 国内研究进展 ．
关于 砂 浆锚 杆 的腐蚀 ， 曾宪 明…等 人 而 与 有 无 外荷 载 及 荷 载 数值 大 小 之 间并
洪 海 春 将 全 长粘 结 式预 应 力锚 杆 注 地层 宜 设计 为压 力 分散 型 或 拉 压 复 合 型 ， 在土 体 中设计 为 扩大 头压 力 型。（ 设计 ２）

全长粘结预应力锚索长期运行效果研究

全长粘结预应力锚索长期运行效果研究
效 链 条， 而 ， 高预 应 力锚 索的 长 期运 行安 全 性 能 。 从 提 ②水泥 砂浆 可 以起 到很 好 的防 锈效 果 。 究 研
表 明 ： 长粘 结工 艺预 应 力锚索 运 行若 干 年后 ， 砂浆 握 裹部 位 ， 全 有 仍然 基 本无锈 蚀 ； 砂浆 或砂 浆 无
握 裹 不 良部 位 ， 则有坑 蚀发 生 。③全长 粘 结工艺 可 以联 合孔 壁 围岩 共 同作用 ， 从而 达到 较好 的 岩土 锚 固效果 。
［ 摘
２中国地质科学院探矿工艺研究所）
要】 目前 国内运 行十 年以 上 的预 应力锚 索 绝大 多数 采用的 是全 长粘 结工艺 。 用这一工艺 的 使
锚 固工程 长期 运行 效果 如何 ， 会不 会成 为重大 工程 的隐 患？本文 采 用归纳分 析 国内外锚 固工程 失效 案例 和漫湾 水 电站 服役２ 年锚索 现 场开 挖试 验 两种手 段， 防止 锚索失 效 、 ０ 从 阻止钢 绞线 锈预 应 力锚索长 期 运行 效果 问题 进行 了初 步探讨 。最终 得到如 下结 论： ①全 长粘 结工艺 可 以提高 预应 力锚 索的 长期 运行 安 全性 能 。 锚索 损伤 失效 存在 “ 局部 开始 进 从 而迅 速 损伤演 变导 致 整体失 效”的发 展规 律。全长 粘结工 艺能够 有效 的截 断 “ 一处 断， 整根完 ”的失
电 、基 坑 和 矿 业 等 工程 行 业 的 锚 固 工程 。并 按
照这些岩土锚固的防腐工艺 、失效 的特征和原 因，进行了初步整理 ，见表１ 。
产生 的破坏实例等手段 ，对岩土预应力锚 索的 腐蚀机理和特点 ，国内外岩土锚 固规 范防腐要 求的差别 ，以及岩土锚 固工程安全评价模 式等
以上的锚固工程资料进行 了整理分析 ，指 出全 长粘结工艺在防止锚索失效和防腐方面存在优

软弱围岩隧道取消系统锚杆的现场试验研究

软弱围岩隧道取消系统锚杆的现场试验研究

3 现场试验方案
根据该隧道的地质条件和工程条件，选择了 2 个试验段进行取消系统锚杆后隧道围岩稳定性及支 护效果的现场试验研究。试验段内围岩为Ⅳ级围岩， 主要是软质岩石（ⅡB）绢云母千枚岩夹炭质板岩， 夹少量结晶灰岩，微风化，块状镶嵌结构，裂隙较 发育。试验段布置情况见表 1 所列。
表 1 试验段布置情况
系统锚杆减少了施工工序，降低了工程造价，缩短了工序循环时间，有利于及早封闭围岩以形成完整的支护结构。经济价值
和社会效益显著。
关 键 词：隧道工程；软弱围岩；系统锚杆；锁脚锚杆；现场试验
中图分类号：U 451
文献标识码：A
Field test research on elimination of systematic rock bolts in weak rock tunnel
Table 1 Arrangement of test sections
编号
试验段里程桩号
监测断面桩号
埋深/m
第 1 试验段
YK152+454
YK152+469
680
～YK152+487
YK152+475
YK152+502
YK152+515
第 2 试验段 ～YK152+535
YK152+523
680
20 世纪 90 年代以来，随着我国大量双线铁路 和公路隧道的修建，一方面隧道的断面越来越大； 另一方面隧道工程所遇到的地质情况越来越复杂， 仅由锚杆、喷射混凝土以及钢筋网组成的联合支护 已经难以保证施工安全和结构稳定，而此时我国的 钢铁工业得到了迅速发展，为工程建设提供了强有 力的支持。因此，软弱围岩隧道初期支护结构就由 钢架、喷射混凝土、钢筋网、系统锚杆等多种支护 措施组合而成[4－5]。而在这种组合情况下，系统锚 杆的支护效果如何？目前，对这个问题，隧道工程 界有两种不同的观点。一种观点认为，在软弱围岩 隧道中，系统锚杆对隧道稳定性作用不大；另一种 观点则截然相反[6]。从黄土隧道中系统锚杆的作用 研究结果可知，在钢架支护条件下，黄土隧道中系 统锚杆的支护效果不明显，对结构稳定性作用不大， 可以取消[7－10]。而在软弱围岩隧道中，系统锚杆的 支护效果和对结构稳定性的作用如何，目前尚没有 进行系统试验研究。为了解答以上问题，本文以包 家山隧道为依托，选取 2 个试验段，首次进行软弱 围岩隧道取消系统锚杆后围岩稳定性及支护效果的 现场试验研究。

中空锚杆试验方法

中空锚杆试验方法

中空锚杆试验方法一、锚杆材料检验对中空锚杆的材料进行检验，包括钢绞线的品种、规格、尺寸、力学性能等。

可以采用外观检查、拉伸试验、硬度测试等方法进行检验。

二、锚杆制作质量检测对中空锚杆的制作质量进行检测，包括锚杆的长度、直径、壁厚等尺寸的测量，钢绞线的加工质量等。

可以采用观察法、测量法和检查产品质量合格证明文件等方法进行检测。

三、锚杆安装质量检测对中空锚杆的安装质量进行检测，包括锚杆插入深度、锚杆间距、锚杆角度等。

可以采用观察法、测量法和检查施工记录等方法进行检测。

四、锚杆张拉性能测试对中空锚杆的张拉性能进行测试，包括预应力筋的张拉力、延伸率等。

可以采用拉伸试验的方法进行测试。

在测试过程中，需要注意观察锚杆的变形情况，并记录测试数据。

五、锚杆锁定性能测试对中空锚杆的锁定性能进行测试，包括锁定装置的可靠性、稳定性等。

可以采用观察法、检查施工记录和模拟工况试验等方法进行测试。

在测试过程中，需要注意观察锚杆的锁定情况，并记录测试数据。

六、锚杆耐久性试验对中空锚杆的耐久性进行试验，包括在规定的应力水平下长时间保持其性能稳定的能力。

可以采用长期载荷试验的方法进行测试。

在试验过程中，需要注意观察锚杆的变形情况、钢绞线的锈蚀情况等，并记录测试数据。

七、锚杆抗拔力试验对中空锚杆的抗拔力进行试验，包括在规定的拔力作用下保持其锚固稳定的能力。

可以采用拔出试验的方法进行测试。

在测试过程中，需要注意观察锚杆的拔出情况，并记录测试数据。

同时，需要注意保护周围的岩土结构，避免造成破坏。

八、锚杆弯曲性能测试对中空锚杆的弯曲性能进行测试，包括在规定的弯矩作用下保持其不断裂的能力。

可以采用弯曲试验的方法进行测试。

在测试过程中，需要注意观察锚杆的弯曲情况，并记录测试数据。

同时，需要注意保护周围的岩土结构，避免造成破坏。

九、锚杆剪切性能测试对中空锚杆的剪切性能进行测试，包括在规定的剪切力作用下保持其不断裂的能力。

可以采用剪切试验的方法进行测试。

新型全长多点楔胀式管缝锚杆 (竹节式锚杆)的试验研究

新型全长多点楔胀式管缝锚杆 (竹节式锚杆)的试验研究

第23卷 第3期岩石力学与工程学报 23(3)：465～4682004年2月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Feb .，20042002年8月27日收到初稿，2002年11月12日收到修改稿。

作者 唐春安 简介：男，1958年生，博士，现任东北大学教授、博士生导师，主要从事岩石破裂与失稳方面的教学和研究工作。

E-mail ：tca@ 。

新型全长多点楔胀式管缝锚杆 (竹节式锚杆)的试验研究唐春安 赵兴东 王维纲 田 军(东北大学岩石破裂与失稳研究中心 沈阳 110004)摘要 全长多点楔胀式管缝锚杆(竹节式锚杆)是一种作用机理及结构与普通锚杆均有所不同的新型锚杆，其锚固力由锚杆杆体与岩体的摩擦力、锚杆杆端的锚固力与多点楔胀力所提供的。

对新型锚杆进行了数值模拟和物理试验，其实验室试验证实，新型锚杆的拉拔力比普通锚杆的拉拔力提高39%。

结果表明，此种锚杆具有优异的力学性能、施工方便，完全可以在工程支护领域中推广应用。

关键词 岩石力学，巷道支护，锚杆，楔胀，数值模拟，物理试验分类号 TD 353.6 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)03-0465-04TESTING STUDY ON A NEW KIND OF FULLY-ANCHORED AND MULTI-WEDGED SLOTTED TUBE BOLT (BAMBOO-LIKE BOLT)RESEARCHED IN LABORATORYTang Chun ′an ，Zhao Xingdong ，Wang Weigang ，Tian Jun(Center for Rockbursts and Induced Seismicity Research ，Northeastern University ， Shenyang 110004 China )Abstract A new kind of fully-anchored and multi-wedged slotted tube bolt ，alias bamboo-like bolt ，is different from currently bolt in functional mechanism and configuration. The bamboo-like bolt is of the characteristics of other full-anchored and end-anchored bolts ，and especially the characteristics of multi-anchored bolts. The anchoring force of fully-anchored and multi-wedged slotted tube bolt is comprised of the friction between rock- mass and bolt ，bolt end anchorage and multi-wedging force. Testing study is made in laboratory on the anchoring force of the bolt. According to the test result ，the average drawing force the bolt is 918. kN and the drawing force of usual slotted tube bolt is only 66 kN ，so that the drawing force of the bolt is increased 39%. At the same time ，in order to know the working mechanism of the bamboo-like bolts ，the RFPA (rock failure process analysis) is used to simulate the shear stress fields of bolt and displacement fields between bolt and rockmass. Moreover the bamboo-like bolts can be installed very simply in rockmass. The results show that fully-anchored and multi-wedged slotted tube bolt is of super mechanical capability and constructional convenience ，and can be widely used in supporting and rock engineering. Key words rock mechanics ，tunnel support ，bolt ，wedged ，numerical simulation ，laboratory test1 前 言在工程支护领域中，锚杆支护与传统支护(木棚支护、混凝土支护、液压支柱支护和钢拱架支护等)相比，具有显著的技术、经济优越性。

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。

玄武岩纤维增强聚合物锚杆在岩土锚固中的研究进展

乙烯基酯树脂锚杆的强度高ꎬ耐碱性能更好ꎮ ＢＦＲＰ
锚杆具有抗拉强度高、弹性模量大等特点ꎬ凭借良好
的抗酸碱腐蚀性能、优异的力学性能、绿色无污染的
生产工艺、良好的材料兼ห้องสมุดไป่ตู้性、良好的化学稳定性和
绝缘性等优点在岩土锚固领域有着广阔的发展前
[２￣５]
ꎮ
ＦＲＰ 筋与钢筋相比ꎬ具有抗拉强度高、耐腐蚀性
能优良、抗疲劳性能好、质量轻等优点ꎬ同时也存在
抗剪性能差、弹性模量小、变形大等缺点
[６]
ꎮ 目前常
用的 ＦＲＰ 锚杆主要有 ４ 种ꎬ分别为芳纶纤维增强聚合
物( Ａｒａｍｉｄ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ＰｏｌｙｍｅｒꎬＡＦＲＰ) 锚杆、碳
纤维增强型聚合物(Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒꎬ
用于岩土锚固 [７ꎬ８] ꎮ ＧＦＲＰ 锚杆在我国 ３０ 年间发展
其具有价格低廉、性价比高等优势ꎬ在岩土锚固、基
坑支护、地下工程领域应用更为广泛ꎬ但 ＧＦＲＰ 锚杆
在碱环境中抗腐蚀能力相对较弱ꎬ满足不了一些特
殊工程的需求ꎮ ＢＦＲＰ 锚杆虽然开发较晚ꎬ研究相
２６６０３３)
摘要: 玄武岩纤维增强聚合物( Ｂａｓａｌｔ Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ＰｏｌｙｍｅｒꎬＢＦＲＰ) 筋具有抗拉强度高、抗碱腐蚀性能强、稳定性好、绿
色环保等优点ꎬ已逐渐成为非金属锚杆的最佳选择ꎬ开始在岩土锚固领域崭露头角ꎮ 本文主要介绍了 ＢＦＲＰ 锚杆在试验、理论
及数值计算方面的研究进展ꎬ总结了锚杆拉拔试验所需监测锚杆应力传感器的种类ꎻ归纳分析现有的 ＦＲＰ 界面黏结滑移模型
非金属材料ꎬ具有优越的力学性能ꎬ其原材料在我国
少ꎬ适用性不高ꎮ ＣＦＲＰ 锚杆虽然具有较高的抗拉

采矿工程


长壁采场覆岩空 间结构探讨 ＝Ｄｓｕｓ ｎ ｉ ｓｉ ｃ ｏ
ｏ ｏ ｅ ｌ ｉ ｇ ｔａ ａ ｓ ａ ｉ ｌ ｔ ｃ ｕ ｅ ｏ ｎ ｖ ｒ ｎ ｓｒ ｔ ｐ ｔ ｓｒ ｔ ｒ ｓ ｆ ｙ ａ ｕ
短壁开采覆岩 关键 层黏 弹性 分析 与应 用
：Ｖｉ ｏ ｌ ｓｉｉ ａｙ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｓ ｅ ａ ｔ ｔ ａ ｌ ｓｓ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｔ ｃ ｃ ｙｎ ｃ ｏ
顶板丰关键层 的平均破 断距 为 １ ４ ｍ； １ 当该： 作而推进 到 １８２ ｍ 时，主关键 ｌ ： ０． 的 破 断 导 致 工 作 面 出 现 异 常 矿 压 显 现．： 实际应用情况表 明，３种方法 的有机结合，可 以较准确地确定硬软交 替岩 层 的 复合顶 板 主 关键 及 其 破断
Ｗａｆ ｏｌ ｎ 干 。中］ 蔡美峰（Ｌ ｎｕｃａ ｍｉｅ［０ ／ Ｊ 京 科技 大学 土木 与环 境 ＝ 学 院，北 京 Ｉ 程 １０ ８ ） ０ ０ ３ ，陈长 臻 ，彭 华 ， 洪 广 ， 兰 ， 纪 乔 谭卓 英， ／ 岩石力学与Ｔ程学报 ． ０ ６ 一２ ０ ，
２ （） １６ ～ １７ ５５． ０ ９ ０４ 一
ｍｉｉ ［０ ｎｎ 干 ，中］ 徐金海（ ｌ ｇ ／ ｒ 国矿业人学 ｆ 能源 与安全 。程学 院， Ｉ Ｔ ｌ 徐州 ２ １０ ） 刘 ２０８， 克功，卢爱红， ／ 岩 力学与 １程学报． ＿ ＝ 一
Ｌ ｎ ｗ ｌｉ ｏｌ ｎ 刊，Ｌ ］姜福兴 ｏ ｇ ａｌｎｃａ ｍｉｅ［ Ｉ／ Ｊ （ 北京科 技大 学 土木 与环境： 【程学 院，
北京 １０ ８ ） ００ ３，张兴民，杨淑华，Ｘ ＵＮ Ｌｏ ｕ ，马其华 ，汪 华君， ／ 力学 与。程 岩石 Ｌ
学 报 ． ２ ０ ，２ （） ９４ ７ 一 ０ ６ ５５． ７ ～９ ８ —

预应力锚固结构耐久性及其二次加固技术研究

预应力锚固结构耐久性及其二次加固技术研究张思峰;宋修广;周健;李英勇【期刊名称】《公路交通科技》【年(卷),期】2008(25)2【摘要】基于对现场4～5年预应力锚固结构腐蚀数据的分析，探讨了实际工程中预应力索体腐蚀的外观规律性表现，表现为“三段式”以及具有明显的应力不均匀特征，而其主要影响因素则是岩体中含有腐蚀介质的水。

在此基础上．采用单位长度腐蚀量算法对外锚头部位自由段索体在富水环境中的使用年限进行了初步预测，得到单根预应力锚索的实际使用寿命为16年左右。

详细分析了影响预应力锚固结构耐久性的各种因素，提出了锚固体系防腐的一些措施。

最后，根据现场试验结论，提出了实际工程中预应力锚固系统的二次加固技术，可为临界失稳预应力锚固系统的二次处理提供参考。

【总页数】5页(P30-33)【关键词】道路工程;耐久性;试验研究;寿命预测;二次加固【作者】张思峰;宋修广;周健;李英勇【作者单位】山东建筑大学土木工程学院,山东济南250101;山东大学土建与水利学院,山东济南250061;同济大学地下建筑与工程系,上海200092;山东省交通厅公路局,山东济南250002【正文语种】中文【中图分类】U416.14【相关文献】1.体外预应力加固混凝土桥的钢结构锚固转向体系研究 [J], 刘华;朱利明;张军雷;王之俊2.体外预应力加固桥梁锚固结构的细部分析 [J], 窦勇芝;汪孝龙3.二次高压藻浆预应力锚固技术在程潮铁矿2#主溜井加固工程中的应用 [J], 宋卫东; 雷远坤; 等4.二次高压灌浆预应力锚固技术在程潮铁矿2#主溜井加固工程中的应用 [J], 宋卫东; 高永涛; 吴顺川; 雷远坤; 毛少波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

探讨隧道锚杆质量无损检测

探讨隧道锚杆质量无损检测摘要:本文对隧道的锚杆锚固质量进行了无损检测试验研究, 并对检测技术进行了探讨。

结果表明, 作为一种工程质量管理辅助手段, 采用应力波对锚杆锚固质量进行无损检测, 丰富了隧道围岩锚固质量检测方法, 为隧道工程建设提供更好的质量保障。

关键词: 锚杆; 无损检测; 声频应力波1检测基本原理1.1工作原理在隧道内锚杆、混凝土砂浆和围岩组成的系统中, 密实状态下的锚固剂凝固后, 密实度与锚杆杆体的密实度十分相近, 在锚杆孔中, 其与锚杆杆体紧密握裹, 可近似为一个组合杆体。

而锚杆与锚固剂的强度明显大于隧道围岩, 故完全锚固时可把其组合体近似看作是嵌入围岩的一维杆状体, 但实际上有时不能完全锚固, 形成砂浆不连续, 此时锚杆的抗拔力下降, 这是需要检测的内容。

由锚杆端部发射的声频应力波经杆体向锚杆内传播, 当遇到存在波阻抗差异的界面(如空洞、锚杆与砂浆等界面) , 将发生反射、透射或散射。

在实际工程中透射波不易测得, 但反射波可在其传至锚杆顶端时, 通过固定在锚杆顶部的传感器(加速度型或速度型) 测得, 由于反射波携带锚固系统内的信息, 将其放大、滤波和数据处理, 识别来自不同部位的反射信息。

根据这些反射信息, 结合其他工程资料, 可判断锚固系统不同部位的锚固质量。

超声波锚固系统无损检测原理见图1。

图1锚固系统无损检测原理示意1.2分析原理应力波法是基于一维杆件的波动理论。

根据波在锚杆中传播的一维波动方程及波在上、下界面处质点位移的连续条件和力的平衡条件, 得出式中, T 为透射系数; R 为反射系数;P1、c1、A1 分别为锚杆与锚固剂组合杆体的密度、波速、横截面; 波阻抗Z1 = P1 c1A1; P2、c2、A2 分别为锚杆杆体的密度、波速、横截面; 波阻抗Z2 = P2c2A2。

可以看出, 在杆中截面面积或材料性质发生变化时, 入射波将在该截面上发生反射和透射。

其反射波和透射波幅值的大小与截面面积和波阻抗相对变化的程度有关。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(1. The Third Research Institute of Engineering Corps，General Staff of PLA，Luoyang，Henan 471023，China；2. Liaoning Technical University，Fuxin，Liaoning 123000，China；3. Shijiazhuang Railway Institute，Shijiazhuang，Hebei 050043，China)
Abstract：To study stress corrosion and chemical corrosion coupling effect，the corrosion environment and the corrosion situation of anchors，where the anchors are buried in the Jiaodong Coal Mine in Jiaozuo City，Henan Province，are discussed. The spot corrosion，pitting corrosion，weight loss，corruption speed and strength loss rate， etc. are study. The results show that the strength loss rate of naked-scaled anchor is about 14.0%，the diameter loss about 10.0%，and the sectional area loss about 19.0% under the medium corrosion condition. Especially，the weight loss rate is extremely unevenly distributed：the maximum rate is about 24.4 times against the minimum one. After 17 years，the limit tension load is 18.4%–22.2% lower than that of the new one. The data of durability and service life of the 17-year anchor are acquired，which can provide references to the investigation of the protective
countermeasure against the corrosion of anchor. Key words：mining engineering；anchor；durability；service life；in-situ test
1引言
锚固类结构是指锚杆、锚索、土钉、复合土钉 和加筋土这一类岩土工程加固、支护结构。国外应 用这类技术较早，因而对该类结构的耐久性问题的 观测和认识也较早[1～5]。锚杆是锚固类结构中应用
钢筋保护层类型
1a
0.8 kN
1.5 kN
17 a
0.8 kN
1.5 kN
无
12
13
43
35
40
36
37
44
45
46
47
氯磺化聚乙烯涂料
5
8
1
2
19
34
30
39
3
9
4 17
丙烯酸水泥浆涂料 28
29
6
7
14
21
29
33
10
11
20
26
无
25
31
15
16
41
50
32
49
18Hale Waihona Puke 222324
无
53
60
38
62
注：“*”表示其单位为 mg/L。
3.2 钢筒体试件腐蚀状况测试 (1) 钢筒体试件坑蚀深度：朱村矿钢筒体试件
坑蚀深度测试结果见表 3。对应于表 3 的坑蚀深度 柱状图如图 2 所示。
(2) 朱村煤矿孔内裸露钢筒体的失重、失重率、 平均腐蚀速率和宏观描述：试件失重、失重率和平 均腐蚀速率变化曲线如图 3 所示；相应的朱村煤矿 锚孔内裸露钢筒体试件腐蚀状况测试结果见表 4。
缩尺锚杆试件模拟的是锚杆抗化学腐蚀和应力 腐蚀耦合效应的一种理想工况(施工质量良好)，钢 筒体模拟的则是锚杆抗化学腐蚀和应力腐蚀耦合效 应的不良工况(注浆不饱满将导致孔内锚杆钢筋局 部或大部裸露)，同时钢筒体相对于锚杆试件又可 起到反力架的作用。预应力缩尺砂浆锚杆试件编号 见表 1。由于历史原因，当时没有预备进行与相应 钢筒体和缩尺锚杆试件作对比的试件。为进行比较， 本文不得已选用相同型号的钢材制作试件(即标注 “使用年限为 0”者)进行对比试验。由于试件不是 取自同一母材，因此对比试验结果仅供参考。
第 25 卷 第 7 期
赵 健等. 锚杆耐久性现场试验研究
• 1379 •
砂浆种类
普通砂浆 普通砂浆 普通砂浆 掺外加剂砂浆 丙烯酸砂浆
表 1 预应力缩尺砂浆锚杆试件编号 Table 1 Serial numbers of mortar-scaled test anchors with prestress
的测试和分析，指出在中等腐蚀环境下，裸露缩尺锚杆(钢筒体)的强度损失率约为 14.0%，直径损失约为 10.0%，
截面积损失约为 19.0%；其失重率极不均匀，最高者约为最低者的 24.4 倍；一根缩尺锚杆钢筋经过 17 a，其抗拉
极限荷载，比使用年限为 0 的相同锚杆的低 18.4%～22.2%。
水泥砂浆 (a) 缩尺锚杆与钢筒体试件
(b) 试件在现场的安装
图 1 试件的制作与安装 Fig.1 Manufacture and installation of anchors samples
将加工组装完毕的试件(共 59 件)置于钻孔内并 用水泥砂浆对孔口进行封堵(见图 1(b))。17 a 后对 该批缩尺锚杆进行挖掘，并对以下条件和参数进行 测试：(1) 缩尺锚杆及钢筒体的腐蚀环境；(2) 缩尺 锚杆的腐蚀状况；(3) 缩尺锚杆及钢筒体的强度损 失率；(4) 各种因素对缩尺锚杆及钢筒体使用寿命 的影响程度。
·1378·
岩石力学与工程学报
2006 年
德国出版包括了土锚和岩锚在内的系列丛书，对基 础工程中的拉锚(索)和岩石锚杆的全方位防腐提出 明确要求。1974～1981 年，美国 ASTM 委员会出 版了一套 8 本专著，专门论述地上、地下各种腐蚀 对金属材料作用效应的丛书，具有较大影响，其中 包括自然环境腐蚀、应力腐蚀和防蚀措施等。美国 学者 M. J. Turer 对永久性防腐土钉墙进行系统的试 验研究，提出一种高强、耐腐、经济的聚脂织带材 料替代土钉，效果甚好；但对这种土钉材料使用寿 命未提出任何数据，仅以“永久性”贯之。德国学 者 R. Eligshausen 和 H. Spieth 对插入式螺纹钢筋的 连接结构性能进行研究，指出这种钢筋如果孔眼不 净、黏结不牢固，其使用寿命可由 100 a 减至 75 a， 但其推算依据和细节均未给出。我国对混凝土结构 耐久性研究已做较多工作[6～10]，但对锚固类结构的 耐久性和使用寿命问题的研究所做工作不多。1985 年 7 月～1987 年 7 月，雷志梁等以“砂浆锚杆的腐 蚀与防护研究”为题，开展锚杆使用寿命问题的初 步研究，得出一些有益结果，但现场取样尚不广泛， 室内试验欠系统深入。张 勇等于 1999 年根据自身 长期从事预应力锚索锚制、设计和施工的经验，并 借鉴国外技术标准，编制中华人民共和国国家军用标 准《岩土工程预应力锚索设计与施工技术规范》 (GJB3635–99)，其专辟一章，对预应力锚索的“腐 蚀与防腐”提出要求。不过所提要求带有定性论述， 尚缺乏足够的理论基础和试验依据，仍然无法对锚 索的设计寿命、残余寿命进行预测，所提防护措施 要求多建立在工程经验基础之上。周世峰等[11]开展 “地下工程水泥砂浆在腐蚀环境下的耐久性试验 研究”，所进行的是单因素室内腐蚀试验。我国对 锚固类结构的安全性与耐久性问题的研究尚在起 步阶段，锚固类结构的耐久性问题非常突出，其 腐蚀环境与不同的土建结构工程有较大差异，不可 等同视之，某些研究方法和成果可借鉴，但不能(也 不可能)替代之[12，13]。
52
57
51
55
59
61
54
56
3 试验结果
3.1 缩尺锚杆腐蚀环境测试 缩尺锚杆腐蚀环境主要指温度、湿度和地下水
中各种腐蚀物含量。测试结果为：(1) 温度：19.5 ℃； (2) 湿度：93%～95%；(3) 地下水腐蚀物含量测试 结果见表 2。
表 2 朱村煤矿地下水腐蚀物含量 Table 2 Corrosive element contents of groundwater in Zhucun
收稿日期：2005–04–18；修回日期：2005–07–22 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50279054) 作者简介：赵 健(1979–)，男，2002 年毕业于辽宁工程技术大学力学专业，现任总参工程兵科研三所助理工程师，主要从事岩土工程与防护工程方 面的研究工作。E-mail：zhaojian123000@
历史最长的，在 20 世纪 60 年代末、70 年代初，法 国、瑞士、捷克和澳大利亚先后颁布地层锚杆的技 术规范、锚索技术条例；80 年代末、90 年代初又制 定土钉技术指南。这些技术标准充分考虑锚杆锚索 和土钉在腐蚀环境中的防护问题，对其设计和施工 作严格规定。1975 年挪威岩石爆破技术研究所的 R. Schach 等出版《岩石锚杆实用手册》；80 年代，
关键词：采矿工程；锚杆；耐久性；使用寿命；现场试验
中图分类号：TD 355+.9