锚固效应长程效应研究现状概述
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·结构·抗震·文章编号:1009-6825(2014)13-0037-03我国近年来钢筋锚固的研究与发展收稿日期:2014-02-27作者简介:唐翠丽(1988-),女,在读硕士;王海荣(1969-),女,副教授;曾凡奎(1982-),男,讲师唐翠丽王海荣曾凡奎(西安工业大学建筑工程学院,陕西西安710021)摘要:对钢筋锚固进行了研究,探讨了钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用原理,并通过总结我国近年来混凝土结构中钢筋锚固的发展历程,进而提出一种新的锚固方法,以促进建筑业的发展。
关键词:钢筋混凝土结构,钢筋锚固,强度中图分类号:TU375文献标识码:A0引言随着科技的发展,我国城市现代化建设中(超)高层建筑结构如雨后春笋般的涌现,我国的(超)高层建筑大多都是钢筋混凝土结构。
由于目前几次自然灾害(地震等)的影响,越来越多的人开始关注(超)高层建筑结构的抗震加固问题。
同时,出于环保节能省材的观点,高强钢筋与高强混凝土的使用越来越受到人们的青睐。
然而,我国目前的钢筋品种还远远赶不上发达国家,随着我国建设行业规模的日益扩大,钢材的使用量也将不断增加,建筑结构中钢筋锚固的直锚钢筋所带来的问题日益突显,优化钢筋的性能和锚固条件,研发更高强度的钢筋,减少钢筋的使用量,是我国走绿色、环保、节约、可持续道路的必经之路。
钢筋强度的提高必然要求较长的钢筋锚固长度,但是锚固长度过大,使建筑结构中节点处的施工难度增大,给实际的工程项目带来很大困扰,所以钢筋的锚固一直处于一种研究发展状态。
120世纪发展历程在已有的经济技术水平上,众多专家和学者对钢筋的锚固进行了研究探讨,从最初的先张法、后张法开始,逐步探讨了钢筋与混凝土之间的粘结锚固作用原理,并开始初步研究钢筋的机械锚固,并取得了一定的成绩。
在先张法预应力混凝土构件中,预应力的传递是由混凝土与钢筋的粘结力构成的。
在设计中预应力钢筋的自锚是一个重要问题。
全长锚固锚杆的锚固效应分析
刘拴亮
【期刊名称】《山西煤炭》
【年(卷),期】2005(25)3
【摘要】从提高围岩力学性质、为围岩提供约束以及与围岩的相互作用关系等方面对全长锚固锚杆的锚固效应进行了分析,指出全长锚固锚杆能够快速增阻,有效地结合了围岩自身的强度,增强了巷道围岩的稳定性.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】刘拴亮
【作者单位】吕梁市煤矿设计研究所,山西,离石,033000
【正文语种】中文
【中图分类】TD353+.6
【相关文献】
1.全长锚固式锚杆锚固能力分析研究 [J], 常乐;李国富;崔立林;王德文
2.全长锚固锚杆早期锚固质量无损检测技术 [J], 刘海峰;杨维武;李义
3.全长锚固柔性注压锚杆锚固力分析 [J], 陈中合;王威强;张乐文;彭林军
4.全长锚固式锚杆锚固能力分析研究 [J], 常乐;李国富;崔立林;王德文
5.全长锚固式锚杆锚固能力分析研究 [J], 常乐;李国富;崔立林;王德文
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冻土-锚固体界面剪切本构模型与锚杆承载特性研究冻土-锚固体界面剪切本构模型与锚杆承载特性研究近年来,随着冻土工程的广泛应用,对冻土-锚固体界面的剪切本构模型与锚杆承载特性的研究越来越引起人们的关注。
冻土工程中,为了增加冻结区域的稳定性和承载能力,常常使用锚杆来加固地基,因此研究锚固效应是非常重要的。
首先,我们来看冻土-锚固体界面的剪切本构模型。
界面剪切本构模型是描述冻土和锚杆之间相互作用行为的数学模型。
经过大量实验和理论研究,人们发现冻土-锚固体界面的剪切本构模型可用线性弹性模型、非线性接触模型和接触破坏模型来描述。
在线性弹性模型中,假设冻土和锚杆之间的接触为完全黏结接触,且滑移发生在两者之间。
这意味着界面剪切应变与界面剪切力之间存在线性关系。
非线性接触模型则认为冻土和锚杆之间存在一定的滑移,但该滑移行为不稳定且存在非线性,因此剪切本构关系是非线性的。
接触破坏模型则考虑了冻土和锚杆之间的界面破坏,当界面剪应力超过一定临界值时,界面会发生破坏。
除了界面剪切本构模型外,锚杆的承载特性也是冻土工程研究中的一个重要方面。
锚杆的承载特性包括单根锚杆的承载力和锚杆组的整体承载性能。
单根锚杆的承载力是指锚杆在受到外界荷载作用下所能承受的最大力。
而锚杆组的整体承载性能则包括锚杆的整体刚度、锚杆组的破坏形式等。
在研究锚杆的承载特性时,人们发现,锚固效应的大小与冻结时间、冻土温度、冻结度等因素有关。
一般来说,冻结时间越长,冻土温度越低,冻结度越大,锚固效应越明显,锚杆的承载力也相应增加。
在实际工程应用中,为了保证冻土-锚固体界面的剪切本构关系和锚杆的承载特性的准确性,我们可以通过现场监测和试验来获取数据,并进行数值模拟与验证。
同时,还需要考虑几种不同情况下的影响因素,如冻土分层、锚杆布设参数等。
总之,冻土-锚固体界面的剪切本构模型与锚杆承载特性的研究对于冻土工程的设计和施工具有重要意义。
通过深入研究和理解冻土-锚固体界面的力学行为,可以提高冻土工程的安全性和可行性,为工程实践提供科学依据。
浅谈锚板基础抗拔性能研究现状摘要:近年来,随着输电塔、通信塔、高耸建筑物等工程建设的大量涌现,对建筑物、构筑物基础结构的研究从竖向荷载为主,进一步考虑到上拔荷载对基础结构的影响。
本文从国内、国外和上拔基础的不同形式等方面对上拔基础的特性做了综述。
对工程中常用的锚板上拔基础的理论研究做了深入的阐述,并对锚板基础今后的研究方向做了大胆的推测。
关键词:上拔荷载;锚板基础Abstract: In recent years, along with large amount transmission tower, communication tower, tower building engineering construction emerged, research of the buildings, structures base structure from the vertical load was given priority, further consideration to pull load on the influence of the base structure. This paper from domestic, overseas and different forms of up-pull foundation and so on to reviewed the characteristics of up-pull foundation. Do elaborations on the commonly used the anchor plate pull basic theory in engineering, made bold speculation on and the anchor plate foundation research direction in the future.Keywords: pull load; Anchor plate foundation中图分类号: TU312+.1文献标识码:A文章编号:前言随着输电塔、通信塔、高耸建筑物等工程建设对基础要求的提高,这些建(构)筑物的基础设计在充分考虑承受上部荷载的同时,还要考虑上部结构受到水平牵引力、风力、地下水浮力等因素对基础结构承受上拔荷载作用的影响。
锚杆支护技术的应用现状及发展趋势摘要基于国内外大量而广泛的锚杆支护技术的应用与研究,锚杆支护的优越性越来越得到认可,本文阐述了锚杆支护技术及其分类,总结了锚杆支护技术的作用原理,并对国内外锚杆支护的现状做了初步分析。
运用支护设计中常用理论及方法,对锚杆支护的优缺点进行了分析和评价,高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件,也是巷道掘进技术的发展方向。
同时对实际支护工程中的某些不足进行了具体讨论,并对未来的发展趋势进行了初步分析。
关键词:锚杆支护;支护原理;应用现状;发展趋势摘要 (I)一、概述 (1)二、锚杆支护技术的概念及其分类 (1)(一)锚杆支护技术 (1)(二)锚杆的分类 (2)(三)锚杆支护适用条件及优缺点 (6)(四)锚杆支护的设计与施工 (6)三、锚杆的支护原理 (7)(一)目前,已经被广为接受的锚杆支护理论主要有如下几种: (7)(二)近年来,又提出了新的支护理论,主要有以下几种: (9)四、国内外锚杆支护技术的应用现状 (10)(一)国外锚杆支护技术的现状 (10)(二)国内锚杆支护的现状 (12)(三)国内外锚杆支护技术的对比 (12)五、锚杆支护技术发展趋势 (13)(一)锚杆支护技术的改进 (13)(二)锚杆支护技术的发展趋势 (15)参考文献 (16)一、概述锚杆支护作为岩土工程加固的一种重要形式,由于其具有安全、高效、低成本等优点,在国际岩土工程领域得到了越来越多的应用。
1872年,英国北威尔士的煤矿加固工程中首次采用钢筋加固页岩之后,1905年美国矿山中也出现了类似的加固工程。
到了20世纪40年代,锚杆支护在地下工程中的应用在国外得到了迅猛发展。
目前,在澳大利亚和美国等国的地下工程支护中,锚杆支护已经占到了接近100%。
我国于20世纪50年代开始试用锚杆支护技术,至70年代前期还处于探索阶段,直到1978年才开始重点推广,80年代开始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引进成套先进的锚杆支护技术,目前已得到较广泛的推广和应用。
岩土锚固工程技术的发展和存在的问题摘要]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。
锚固效应长程效应研究现状概述
发表时间:
2016-11-17T16:27:29.507Z 来源:《基层建设》2015年12期 作者: 熊明1 高菊英2
[导读] 摘要:节理裂隙的萌生、成核、扩展直至贯通,是造成岩体失稳、垮塌、滑坡的根本原因。锚杆加固技术,经过不断改进和发展,
现在已经广泛应用于岩体工程,成为不可或缺的支承和加固结构,以往裂隙岩体加固机理研究着眼于被锚杆直接穿过的裂隙的加固上,最
新研究表明锚杆对岩体的加固具有长程效应。
1.
天津市云圣岩土工程勘察设计有限公司 300110;
2.
天津市深科降水工程有限公司公司 300110
摘要:节理裂隙的萌生、成核、扩展直至贯通,是造成岩体失稳、垮塌、滑坡的根本原因。锚杆加固技术,经过不断改进和发展,现
在已经广泛应用于岩体工程,成为不可或缺的支承和加固结构,以往裂隙岩体加固机理研究着眼于被锚杆直接穿过的裂隙的加固上,最新
研究表明锚杆对岩体的加固具有长程效应。从非局部化理论上讲,研究尺度应大于材料的代表性体积单元(
RVE)尺度,连续性假设才能
成立,经典的弹塑性本构关系才能应用,而实际锚杆尺寸往往大于岩体的
RVE 尺寸,这破坏了连续性假设条件,必须用非局理论来描述锚
杆的锚固效应。
关键词:岩体;锚固效应;长程效应;代表性体积单元
近年来,随着国民经济的持续高速增长,国家对地下硐室的开发利用的需求日益增加,越来越多的工程建设在岩体中。自然界中的岩
体(
Rockmass)经历过漫长的成岩与复杂构造运动,均以节理裂隙岩体的形式赋存,并处在一定的地质和应力环境中。
节理的存在及演化决定着岩体的力学特性,大量工程实践表明:在工程建设产生的二次应力场作用下,节理裂隙的萌生、成核、扩展
直至贯通,是造成岩体失稳、垮塌、滑坡的根本原因。锚杆加固技术,已有近百年的历史,经过不断改进和发展,现在已经广泛应用于岩
体工程,成为不可或缺的支承和加固结构,与喷砼支护、监控量测并列为
“新奥法”施工的三大支柱。锚杆的加固作用十分明显,尤其在节
理岩体中,但是对岩土锚固机理的研究还不够深入和完善。正如陈宗基老先生所言:
“新奥法尽管已获得了许多成功,然其物理的过程还需
进一步地澄清。在开挖复杂的隧道中考虑用喷浆,钢筋网,锚杆和锚注技术
……迄今还没有完全掌握此法的基本原理”。
锚杆对裂隙岩体加固机理研究是当前岩石力学的热点问题,以往研究的着眼于被锚杆直接穿过的裂隙的加固上,尚缺乏对锚杆相邻区
域裂隙的加固效果研究,最新研究表明锚杆对岩体的加固具有长程效应。从非局部化理论上讲,研究尺度应大于材料的代表性体积单元
(
RVE)尺度,连续性假设才能成立,经典的弹塑性本构关系才能应用,而实际锚杆尺寸往往大于岩体的RVE 尺寸,这破坏了连续性假设
条件,必须用非局理论来描述锚杆的锚固效应。
随着锚杆技术的广泛使用,各国学者纷纷开展锚固作用机理方面的研究,五十年代末,Louis Panek,Jacob,L.V.Rabcewicz 和T.A.Lang
等人相继提出的悬吊理论、组合梁理论以及组合拱理论。初步为锚杆支护技术的推广应用提供了理论基础。随着研究的深入,研究者把重
点放在了锚杆受力变形及强度特征的研究上,主要是拉拔与剪切试验。
Farmer在研究张拉荷载作用下锚杆的力学行为方面作了基础性工
作,随后
Freeman、Stillborg、杨松林等、陈妙峰等也做了类似研究,结论是锚杆的抗拔性能很大程度上受粘结材料强度和锚杆几何尺寸的
影响。
Bjurström、Haas和Hibino 和Motojima最早是针对锚杆抗剪切性能作系统研究工作的人,随后Egger 等,发现节理面与倾斜锚杆之间的
最佳安装角度及剪力与节理面粗糙度的关系。
Ludvig、Schubert、Roberts、McHugh 和Signer、Grasselli也做了卓有成效的研究。葛修润等进
行了加锚节理面抗剪性能的室内模拟试验,探讨了锚杆对节理面抗剪性能的影响以及锚杆阻止节理面发生相对错动的销钉作用机制。
图1 锚杆支护控制作用应力等值线
为分析锚固体力学效应及端锚预应力锚杆作用范围,赵国彦、刘立顺等利用弹性力学分析方法分析锚固范围,得出锚固范围与有效锚
固长度和有效预应力的关系。研究表明:锚固范围随有效锚固长度和有效预应力的增加而增大;在目前矿山常用有效锚固长度和有效预应
力下,最优锚固间距在
0.6~1.4m之间。
韦四江,李宝富采用数值模拟方法研究了预紧力锚杆作用下锚固体的形成因素及原岩应力作用下锚固体的失稳规律。结果表明:预紧
力一定时,锚杆间距越小,附加应力就越大;锚杆间排距一定时,预紧力越大,附加应力就越大,附加应力在锚固体范围岩体中呈纺锤
形,压力从巷道表面处逐渐衰减,在锚固起始端呈锥形分布;锚固段越短或预紧力越大,压缩区域就越大,锚固体的范围就越大,但锚固
段长度对锚固体的影响较为明显。原岩应力环境中,岩体强度、锚杆预紧力、原岩应力侧压系数、埋深、锚杆间排距等对锚固体失稳的作
用依次减小。
图2 岩体中锚固体范围呈纺锤形
陈浩等开展了不同长度锚杆支护条件下的隧道超载试验,测量两种不同长度锚杆支护工况下的隧道关键部位的应变值,结果表明:支
护强度的提高对围岩的峰值强度和残余强度均有着明显的提高,锚杆长度的增加会导致锚固范围的增加,加设衬砌后由于衬砌承担了部分
的支护作用,导致锚杆的轴力下降。以上列举的研究表明锚杆对岩体中裂隙具有长程加固作用,锚固效果是非局部化的,而以往只注重锚
固效果的局部化,忽略了非局部化,所以对裂隙岩体锚杆加固止裂过程中所呈现出的非局部化特性开展研究是十分必要的工作。
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