复合顶板围岩结构失稳分析及支护方式优化

针对金家渠煤矿二煤复合顶板支护难题,通过对巷道围岩变形表现形式、复合顶板围岩破坏准则、围岩变形、控制机理的研究,提出了"柔性抗剪支护+髙预应力帮部加固+弱面补强+喷浆封闭"控制方式。顶板支护采用髙预应力锚索桁架,形成加强锚索支护为骨架、短锚索支护为连续带的支护体系,其中锚索采用?17.8 mm×4300 mm预应力钢绞线,间排距800 mm×900 mm;补强桁架锚索采用?21.8 mm×7300 mm预应力钢绞线锚索+11~#工字钢,沿巷道中心对称布置,间排距2000 mm×1800 mm;巷帮高侧区域施工??17.8 mm×4300 mm钢绞线锚索,低侧区域施工?20 mm×2400 mm螺纹钢锚杆;最后喷浆(厚度50 mm)封闭作业。矩形断面能够减少岩层之间的滑动,进而降低对互层结构的破坏,最大程度提高复合顶板的完整性。通过支护方式及掘进断面优化,巷道收敛量≤30 mm,减少了后巷维护工程量,有效控制顶板变形。     

酸性土壤腐蚀对锚索力学性能的影响研究

针对成都市某建设项目基坑支护所采用的锚索腐蚀问题,分别将施加预应力钢绞线裸筋、施加预应力注浆空洞缺陷锚索锚筋、未施加预应力钢绞线裸筋和未施加预应力注浆空洞缺陷锚索锚筋试样埋设至人工配制的高腐蚀性土中,在不同时间段内测试4种试样的力学性能,并绘制出力学性能指标随时间的变化曲线。研究成果对于推断一定腐蚀条件下锚索锚筋的断裂荷载及安全评价具有一定的参考价值。     

小煤柱高应力掘巷技术应用

小煤柱高应力区掘巷,使巷道处在采动压力影响范围内,支护是保证沿空高应力掘巷,有效控制围岩变形破坏。据此选择了以高强度预应力锚杆和锚索为主体的螺纹钢锚杆、钢绞线锚索、w型钢带、菱形金属网组成的锚带网一锚索组合支护方式。现场应用表明锚网带联合支护在特厚复合顶板动压区内小煤柱高应力掘巷有效支护方式。     

多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管锚索组合结构加固技术现场试验研究

对多次分段控制注浆斜向预应力钢锚管锚索组合结构新型边坡加固技术的结构形式、适用范围、加固作用机理、现场试验进行分析,对比分析预应力锚索、多次分段控制注浆预应力钢锚管及多次分段控制注浆预应力钢锚管锚索承载力,研究结果表明：1)该结构特别适用岩土体破碎、松散、易塌孔地层于边坡,通过钢锚管劈裂注浆,提高边坡岩土体的强度指标,充填了和挤密破碎地层间的空洞和孔隙,有效提高锚固段锚固力;2)通过预应力锚索和预应力钢锚管极限承载力对比分析表明预应力钢锚管没能够充分发挥该地层的锚固力。预应力钢锚管施加的预应力只能传到浅表层,且破坏模式为钢管被拉断或者钢管接头处断裂;3)三组不同根数的钢绞线预应力钢锚管锚索极限承载力结果与普通的预应力锚索相比来看,单束钢绞线预应力锚索承载力由200kN增加到235kN,锚固力提高17.5%;两根钢绞线预应力锚索承载力由295kN增加到378kN,锚固力提高28.14%;三根钢绞线预应力锚索承载力由336kN增加到432.26kN,锚固力提高28.65%。表明预应力钢锚管锚索通过劈裂注浆挤密锚固段岩土体,浆液充填裂隙,形成“树根状”,有效的提高了锚固段锚固力。     

锚索支护参数对荷载作用下边坡潜在滑移面的影响研究

锚索支护参数对荷载作用下边坡潜在滑移面的位置、形状及安全系数影响不容忽视,利用极限平衡法对荷载作用下锚索在不同长度,不同角度和不同排列方式下的潜在滑移面位置及安全系数进行了研究.分析结果表明:①锚索长度存在一个临界值,在该长度下边坡安全系数达到最大值;②预应力锚索有一个能提供最大抗滑力的倾斜角度,边坡按这个角度支护时稳定性最佳;③在边坡坡顶存在荷载时,锚索总长度相等的情况下采用上短下长排列时边坡安全系数更大.研究结果对于坡顶存在荷载时边坡的锚固设计具有借鉴意义.     

泥岩砂岩互层高边坡监测与数值模拟对比分析

依托兰永一级公路某边坡治理工程的监测试验,对该类型边坡进行支护结构内力监测及坡体位移监测.对比监测过程中发现的若干问题进行数值模拟对比分析.监测及模拟结果表明,该边坡存在两处潜在的滑移-拉裂破坏面,分别由上部及中下部支护稳定.边坡中下部预应力锚索主要穿透结构面滑移层,对边坡稳定影响显著;该边坡锚索预应力施加完毕,预应力变化形式较以往形式相似,但与以往预应力变化规律相比锚索预应力回弹时间提前较多.锚索预应力变化阶段,坡体位移及支护结构内力呈现一定规律;由监测及模拟结果评价该边坡支护设计较为合理,由此为该类边坡支护设计提出相应建议.     

锚索失效对边坡稳定性影响的模拟试验

通过多组模型的室内模拟试验,模拟了锚固边坡在不同荷载条件下沿圆弧和折线2种模式的破坏过程,分析了不同岩土体边坡锚固失效时稳定性的不同特性,以及群锚作用条件下单锚失效时边坡的力学及变形特点,进而研究了边坡锚索失效对边坡稳定性的影响机理。研究结果表明:在荷载作用下,边坡上排锚索比下排锚索先破坏,失效锚索的锚固力会向其他锚索转移;圆弧破坏边坡不同位置的锚索失效对边坡稳定的影响与锚索所在位置关系不大,而折线破坏的边坡不同位置锚索破坏对边坡稳定性的影响不同。     

预应力锚索的分类及应用

分析了预应力锚索是一种受拉构件采用施加预应力对岩体产生抗滑力和正压力来稳定岩土.通过对预应力锚索的构成及分类,阐述了其受力状态的不同及其适用岩土类别的差异.同时应该注意减少预应力损失,可选用高强度低松弛的钢绞线或对锚索进行超张拉.     

山区高速公路岩体边坡稳定性处理技术

在分析岩体边坡稳定性的基础上,建立受非均布线形荷载作用的地基力学模型,应用叠加原理推导出岩体表面在上述荷载作用下,预应力锚索-地梁结构中垂直于梁轴线的平面内的地基中深z处的应力和位移计算公式,为研究预应力锚索-地梁结构在岩体中传递规律提供了理论基础.并以湖南省常张高速公路K123＋160-K123＋369边坡为实验区域,现场实验得出在对锚索施加预应力后,锚索预应力通过地梁传递给被加固的岩土体,其传递方式在垂直于地梁轴线的平面内是以梁轴线与该平面的交点为端点的近似橢圆的等值面形式由内向外呈逐渐衰减趋势分布的.藉此证明预应力锚索-地梁结构在山区高速公路岩体边坡中是一种可靠的处理技术.     

论岩质边坡治理中压力分散型锚索的应用

预应力锚索在岩土工程加固中可以充分发挥岩体的自承潜力,改善和提高岩土介质的自身强度和自稳能力,减轻支护结构的荷载,节约工程投资,具有显著的经济和社会效益.本文结合工程实际,以某公路边坡防护工程为研究对象进行分析,讨论了压力分散型锚索对岩质边坡的加固效应,为高陡边坡的预应力锚索布置提供参考.     

钢绞线-锚杆捆绑式支护结构加固边坡影响因素数值分析

为了更好地推广应用钢绞线-锚杆捆绑式新型支护结构,采用FLAC3D软件建立模型进行加固效果影响因素数值计算。研究结果表明：1锚杆张拉阶段,纵横梁对岩土体的主动挤压产生的被动压力为地基反作用力;锚杆工作阶段,边坡体产生滑移变形,纵横梁下的滑坡土体挤压框架梁产生的主动压力为地基反力;2钢绞线-锚杆支护结构加固效果的主要影响因素为锚杆预应力大小、锚杆锚固角大小和锚杆布设间距;3增大锚杆预应力是抑制边坡变形十分有效的手段,但是盲目增大锚杆预应力会引起边坡的主动破坏;锚杆预应力一定时,锚杆越趋近于垂直于边坡坡面的角度,锚固时锚固支护效果更佳;在其他参数一定时,适当减小锚杆布设间距有利于边坡稳定性的提高。     

锦屏一级电站高陡顺层边坡支护内部安全监测分析

为了解锦屏一级电站大奔流沟料场高陡顺层边坡岩体变形情况,确保开挖支护的工程安全性,特对其锚索、锚杆锚固状态进行了典型断面上的锚杆应力计、锚索测力计和多点位移计安全监测分析．分析认为,料场边坡稳定性主要受到降雨、开挖爆破、锚索张拉施工、岩石体蠕动变形等因素的影响．分析结果表明,监测成果能够明确地反映预应力锚索的张拉情况和预应力发展变化情况,是反映锚固效果和锚索工作性况的最直接的参考资料;锚索、锚杆在加固边坡稳定方面作用显著,料场边坡处于稳定状态．     

强震作用下加固边坡的动力响应及不同加固方式的比较研究

文章建立一土质边坡模型,按照常规设计支护技术参数,对在强震作用下的挡土墙、抗滑桩和预应力锚索3种支护形式下的边坡进行动力分析,得到不同支护方式下边坡的动力响应,重点从动力放大系数、残余变形、动轴力、动拉应力等方面,对3种支护形式的加固效果做对比.结果表明,动力响应差别很大,动力放大系数以抗滑桩加固最大,挡土墙加固最小;残余变形以挡土墙加固最大,预应力锚索加固最小,挡土墙加固难以维持强震下边坡的整体稳定;挡土墙加固下坡顶面出现拉应力最大;综合比较,预应力锚索加固效果最优,应作为多震地区边坡防治的首选方案.     

多台阶岩质边坡的稳定性分析及加固效应

为掌握多台阶岩质边坡在开挖过程中的动态变形特性及其稳定性,确定在不同施工顺序下预应力锚索对边坡的加固效应,以具体岩质边坡工程为例,基于强度折减理论,利用FLAC3D模拟分析其在开挖过程中及形成后的变形特征;对比分析不同开挖、支护顺序下预应力锚索对边坡的加固效应.研究结果表明:开挖容易使局部岩体发生破坏;预应力锚索的使用,使岩体的完整性得到提高,并能很好的约束岩体水平位移,有效改善边坡的稳定性.     

预应力锚索地梁结构在边坡稳定中的作用机理

建立受非均布线形荷载作用的地基力学模型,应用叠加原理推导出预应力锚索-地梁结构中垂直于梁轴线平面内的地基中深度z处的应力和位移计算公式,为研究预应力锚索-地梁结构在岩体中的传力规律提供理论依据.以溆怀(湖南溆浦—怀化)高速公路K24+233～K27+89边坡为实险区域研究预应力锚索地梁结构在边坡稳定中的作用机理.研究结果表明:在对锚索施加预应力后,锚索预应力通过地梁传递给被加固的岩土体,在垂直于地梁轴线的平面内,其传递方式以梁轴线与该平面的交点为端点的近似椭圆的等值面形式由内向外呈逐渐衰减趋势分布；两地梁周边岩体中的压应变随深度增加由小到大增至峰值,然后逐渐衰减为0,这种分布形式与理论结论一致.     

无粘结预应力锚固技术在大坝加固中的应用

预应力锚索加固技术已广泛应用于边坡治理、洞室及深基坑支护等工程中,但长期使用因锚索的腐蚀和预应力损失等制约该技术在重要部位进行永久支护的应用.本文介绍国内先进水平的具有多重防护并可重复张拉的无粘结预应力锚索加固技术在大坝加固中的实际应用,为类似工程提供可借鉴的经验.     

一种用于应急抢险的自承载式预应力锚索

提出一种不需要注浆即可进行张拉锁定的自承载式预应力锚索,在钻孔完成下入自承载式预应力锚索后即可进行张拉施工,初始锁定锚固力可达设计锚固力的50%~100%,初始张拉后,进行注浆施工,浆体达到强度要求后,可进行二次张拉,按照设计锚固力进行锁定,利用预留的自由段,形成拉压复合型预应力锚索.对自承载式预应力锚索的意义、结构及作用机理、试验研究等做了详细的介绍,系统结构合理,应力分布均匀,初始张拉后,降低了二次张拉对砂浆体强度的要求,使快速锚固成为可能,在锚固工程的快速施工中具有较好的应用前景.     

多测点自感知预应力钢绞线在月亮湾大桥中的应用

精准监测体内索体应力是评估预应力结构安全的重要途径,为解决实际工程中体内预应力难以有效监测的问题,提出一种内嵌光纤光栅(fiber bragg grating, FBG)传感器的自感知钢绞线。通过张拉试验并结合月亮湾大桥实际应用,选用2根体内索作为预应力实时监测对象,对钢绞线逐级张拉至1 395 MPa,在每根索的张拉端及索1/4跨处布置2个FBG测点。结果表明:自感知钢绞线的张拉非线性误差小于2.58%,应变灵敏度为1.09～1.13 pm/με,在工程应用中,自感知钢绞线中的传感器成活率达到100%,最大监测应变为7 153με,最大监测应力为1 394.79 MPa,与理论值1 395 MPa误差仅为0.02%,可有效监测施工张拉和锚固全过程。可见自感知钢绞线能实现对体内索体应力精准、有效的实时监测。     

多跨连续刚构桥合拢方案分析

针对大跨度多跨高墩连续刚构桥合拢顺序(合拢方案)对结构内力和累计位移影响规律研究的不足,以8跨一联、主跨120 m、墩高110.3 m的湖南省汝城至郴州高速公路的文明特大桥为例,采用对比的方法分析了大跨度多跨高墩连续刚构桥合拢顺序对结构受力以及位移的影响,以及采用一次张拉或两次张拉两种张拉方式张拉合拢段预应力钢束对合拢...     

预应力筋局部锈蚀断裂混凝土梁抗弯性能试验研究

为了研究钢绞线腐蚀断裂对后张预应力混凝土梁受弯性能的影响,制作5片混凝土梁,在不同部位进行电化学快速腐蚀使钢绞线发生局部断裂,然后对其进行静载试验,研究钢绞线局部断裂对混凝土梁裂缝扩展、挠度变形、破坏模式和极限承载力的影响,进而探讨局部断裂的混凝土梁抗弯承载力计算分析方法和抗弯性能数值模拟方法。研究结果表明:预应力筋局部锈蚀断裂对开裂荷载影响较小,但导致构件裂缝分布发生改变,裂缝数量减小,裂缝高度不均匀性明显;构件的破坏形式由断筋局部损伤及对应区域的截面内力共同决定,若断口处弯矩较大,则很可能引起少筋破坏;反之,钢绞线断裂对破坏形式影响较小;钢绞线断裂引起混凝土梁刚度减小,其减小程度与钢绞线断裂的位置相关,钢绞线断裂在端部锚固区对梁的刚度影响很小,从锚固区到弯剪区到纯弯段,刚度减小依次增大;构件极限承载能力受钢绞线断裂位置影响,钢绞线断裂位置越靠近跨中,其抗弯承载力减小越明显。