充气锚杆加固砂土地基的研究进展

对充气锚杆的变形特性、承载特性及破坏形态进行了论述,总结了充气锚杆的一些力学规律:(1)充气压力越大,橡胶膜膨胀体体积就越大,膨胀体大致呈圆柱状。分析充气锚杆受力时,可将扩大头近似为等效圆柱体。向充气锚杆中高压注浆,能够有效地控制膨胀体的体积与形状,并为充气锚杆承载力的估算提供方便。(2)端部阻力与侧向阻力是充气锚杆扩大头极限承载力的主要组成部分,可用圆孔扩张理论更好地计算充气锚杆的端部阻力。(3)就充气锚杆的失效形态而言,多囊式充气锚杆与单囊充气锚杆相比,多囊式充气锚杆不会发生锚杆断裂破坏,因此,在实际砂土地基处理中,应优先选用多囊式充气锚杆。     

多段扩大头锚杆在砂土中的模型试验研究

为了研究密实砂土中多段扩大头锚杆的几何尺寸对其承载特性的影响,并与底端型扩大头锚杆的承载特性进行对比,通过建立室内模型试验,改变多段扩大头锚杆的直径和段长等条件,进行了一系列的竖向拉拔试验,得到了相应的荷载位移曲线。试验结果表明:扩大头直径对锚杆的极限承载力影响很大,扩大头长度对极限承载力影响相对较小;随着扩大头直径的增大,锚杆的极限承载力增大幅度逐渐减缓;通过与底端型扩大头锚杆的对比分析得出,在总段长相同的条件下,多段型扩大头锚杆的极限承载力是底端型的1.2~1.3倍,并根据已有理论推导估算出多段扩大头锚杆的抗拔力计算公式。     

扩大头抗浮锚杆抗拔承载力试验及数值模拟分析

随着我国城市建设的高速发展，传统的抗浮锚杆锚固效果差、易发生群锚效应的问题更加凸显，其抗浮锚固效果并不能达到实际工程的要求，而扩大头抗浮锚杆是深基坑支护相对有效的方式。以中国科学院科研楼基坑中的扩大头锚杆为研究对象，研究深基坑工程中扩大头抗浮锚杆的抗拔承载力，采用Midas GTS有限元软件对扩大头抗浮锚杆的受力特征和变形特性进行分析。研究结果表明：当有荷载作用时，扩大头锚杆的轴力随着锚固深度的增加逐渐减小，扩大头锚杆在变截面处的轴力变化显著且存在拐点；相较于普通抗浮锚杆，扩大头锚杆的抗拔承载力约为普通锚杆的2.4倍；通过理论计算得到扩大头锚杆的极限承载力大致为1 200 kN,理论计算有一定的保守性，实际的极限承载力值应大于计算值；研究结果为今后扩大头锚杆受力分析提供了参考，确保了工程后期的安全性。     

超前锚杆加固围岩的机理分析

1引言 在松散、破碎岩体的巷道施工中，超前锚杆预支护是一种新型支护结构。它与普通锚杆的本质区别在于安装程序的不同，普通锚杆是在隧洞掘进一段距离之后开始安装，而超前锚杆则在开挖之前先装好。开挖完成后，马上施作普通垂直锚杆支护或喷砼支护，能有效防止隧洞顶部掉块。国内外已有不少应用超前锚杆预支护结构顺利通过松散、破碎带或土砂质地层的成功例证。     

端部包裹式扩体锚杆现场试验研究

端部包裹式扩体锚杆是一种通过调整预制囊袋大小,改变扩体段空间形态及几何尺寸进而满足工程中扩体锚杆设计承载能力的新型锚杆。结合实际工程介绍了一组新型锚杆的抗拔破坏试验情况,并与传统锚杆进行了对比,试验结果表明新型扩体锚杆通过高压注浆和囊袋膨压扩孔有效地解决了扩体锚固段注浆体的抗压强度低及尺寸偏小的问题,克服了传统锚杆在软弱土层中施工困难的缺点,通过调节预制囊袋的大小显著提升了扩体锚杆的抗拔承载力,现场试验成果及数据对研究新型扩体锚杆的受力机理及破坏模式提供了完整的资料,对扩体锚杆在工程实践中的推广及应用具有参考意义。     

土-锚杆界面模型的试验研究

在对锚杆－土之间相互影响的机理和现象进行理论研究的基础上又进一步进行了试验研究,证明了理论研究结果的正确性。应用这个结果,可在给定界面参数条件下预测锚杆的特性,可在减少大量锚杆拉拔试验的情况下得到较可靠的锚杆特性数据,可根据给定的锚杆抗拔试验结果确定界面参数,从而大大方便锚杆的设计。     

抗浮锚杆受力特性试验研究进展

随着基础埋深不断加大,建(构)筑物的抗浮问题愈加严重,抗浮锚杆在城市建设中得到了广泛应用。充分掌握抗浮锚杆的受力特性并厘清抗浮锚杆在长期荷载作用下力学性能的动态演化规律是保证抗浮结构安全、可靠的前提。为此,围绕抗浮锚杆的工作原理、应力传递机制、承载特性以及蠕变性能等方面分析和评述国内外的相关研究现状。首先从抗浮锚杆的工作原理、破坏形式出发,分别对纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)抗浮锚杆和钢筋抗浮锚杆应力传递机制进行讨论和对比分析;从理论计算、试验研究与数值模拟三个方面对抗浮锚杆的承载特性进行阐述;进而对抗浮锚杆处于长期荷载、循环荷载作用下的蠕变性能进行归纳总结。最后梳理了抗浮锚杆在工程应用中存在的不足,同时为非金属抗浮锚杆在侵蚀环境中的服役性能提出了研究与发展方向。     

压力型和拉力型锚杆承载性状对比试验研究

基于现场试验,对比研究了压力型、拉力型锚杆的承载性状.研究结果表明,压力型、拉力型锚杆的破坏形式为锚固段砂浆体与岩土层间的粘结滑移破坏,两者的极限承载力主要取决于锚固段与周围岩土体的粘结力.在相同条件下,压力型锚杆极限承载力标准值较之拉力型锚杆提高了近70%.张拉荷载与锚头位移的关系具有明显的非线性特征,采用双曲线模型进行拟合,具有较好的吻合性.采用高强钢筋作为杆体材料的压力型锚杆的承载性状较之于普通拉力型锚杆有明显改善.     

基于ANSYS对比分析压力型与拉力型锚杆承载特性

基于Coulomb摩擦模型与Drucker-Prager屈服准则,建立了拉力型锚杆及压力型锚杆的非线性有限元模型,对比分析了不同荷载作用下2种锚杆的承载特性.研究结果表明,在不同的荷载作用下,压力型锚杆的轴力及其杆体剪应力随锚固深度的变化曲线与拉力型锚杆的轴力及其杆体剪应力随锚固深度的变化曲线存在着明显的差异,且2种锚杆的锚固体外侧剪应力的变化曲线同样有明显差异.拉力型锚杆的锚固体外侧剪应力峰值出现在锚固体外端,压力型锚杆的锚固体外侧剪应力峰值出现在锚固体内端;压力型锚杆的荷载-顶端位移曲线近似呈线性关系,而荷载-承载板位移曲线则呈现明显的非线性;压力型锚杆的张拉性能大大优于拉力型锚杆.两者的破坏模式一致,均为土层的剪切破坏.     

基坑支护中预应力对锚杆支护效果影响的对比试验

预应力锚杆支护在实际工程中应用很广，但缺乏相应的理论及试验研究。给出了预应力自由式锚杆及全长粘接式锚杆在不同墙面上受力的不同的预应力值大小对支护效果影响的对比试验。试验表明，两者初始破坏荷载相同，但整体失稳荷载存在差异。     

青岛土岩复合地层地铁隧道初支结构参数

为了对青岛地区土岩复合地层地铁隧道初支结构参数进行研究,依托青岛地铁1号线隧道工程,结合正交试验设计方法,采用FLAC3D进行数值模拟,就施工方法、锚杆长度、初支刚度、初支厚度对隧道变形的影响程度、最优初支结构参数及锚杆受力进行了分析.通过现场实测与数值计算对比,验证了数值计算的正确性.结果表明:当隧道位于强风化花岗岩地层中时,施工方法对隧道变形影响最显著,锚杆长度变化引起隧道变形不明显;采用全断面法施工,最优初期支护结构参数组合为锚杆长为2 m、初支厚度为30 cm,混凝土强度等级采用C25;拱顶上方锚杆轴向受压,可能影响锚杆发挥支护作用,主要原因是地层-锚杆间产生的相对滑移变形.研究结论对重庆、厦门等"上软下硬"地区具有一定的理论研究意义和工程使用价值.     

土层缺陷锚杆锚固特性与参数影响分析

基于界面黏滑本构模型假定,推导土层锚杆锚固力学微分方程及其解析解,给出土层缺陷锚杆锚固迭代计算方法与求解步骤,并结合已有锚杆拉拔试验资料,通过计算对比分析,验证该方法的可行性;对缺陷锚杆锚固特性进行分析,同时,对土层缺陷锚杆分别从空腔大小、空腔位置以及拉拔荷载3方面进行锚固特性的参数影响分析。结果表明:空腔的存在对缺陷锚杆前段锚固段影响较大,而后段则影响较小;土层缺陷锚杆锚固特性分析及其参数影响规律研究可为锚杆锚固质量后评价提供理论指导。     

在石质性文物保护工程中如何提高锚杆抗拔力

锚杆支护技术现已广泛应用于边坡支护、危岩加固等岩土施工领域。如何经济有效地提高锚杆的抗拔力，始终是这一领域一项重要的研究内容。在石质性文物保护工程中，特别是在极软岩、软岩中施工的小口径锚杆，采用锚杆扩孔钻具扩大孔径从而提高高强钢筋锚杆的抗拔力，取得了较好的效果。     

岩土工程中两类锚杆支护系统的研究

锚杆支护是岩土工程中一种重要的支护形式，锚杆支护的主要目的是维护隧道围岩＂咬合圈＂或＂松动咬合圈＂自身的平衡，保证隧道空间的安全。本文根据瑞典北部Ｌａｉｓｖａｌｌ矿与斯德哥尔摩Ａｔｌａｓ公司的现场资料，采用粘塑性边界元（模拟围岩），薄板弯曲边界元（模拟喷射混凝土层），新的锚杆单元（模拟描杆），粘塑性边界元与薄板弯曲边界元耦合（模拟围岩－喷层作用）以及时间－成本比较法，对岩土工程中两种类型的锚杆支护系统（水泥锚杆与Ｓｗｅｌｌｅｘ锚杆支护系统）进行了分析比较。结果表明，Ｓｗｅｌｌｅｘ锚杆支护系统比水泥锚杆支护系统对于改善软岩隧道的支护质量及降低工程成本更为有效。     

煤巷复合顶板变形破坏机理与与锚杆（索）支护作用的探究

煤巷复合顶板变形破坏现象日益增多，严重威胁煤矿的安全生产。在复合顶板的煤巷中，保持复合顶板及两帮稳定，控制和减小围岩的变形，提高围岩整体稳定性，已经成为该类巷道管理的关键点。本文以亭南煤矿二盘区204工作面顺槽煤巷复合顶板为研究对象，在分析煤巷复合顶板锚杆变形破坏机理的基础上，对复合顶板煤巷的锚杆（索）支护作用进行探讨和研究。     

基于虚拟柱状等效模型的桩基沉降位移计算方法

根据软土地层桩基工程特性,提出符合工程特点的虚拟柱状结构模型,建立桩基沉降位移理论解.研究软土地层中桩基荷载的传递特性、桩基承载模式及其随荷载与环境条件逐步演化的动态关系.结果表明:桩基存在摩擦承载和摩擦+桩端承载模式,且随桩顶荷载、施工和环境因素显著变化.同时,受荷载的传递规律影响,桩基轴向存在0轴力断面,其深度与桩基长度的大小关系影响桩基的承载模式类型和位移计算结果.现场结果对比验证了理论方法的正确性和适用性.     

动力灾害过程中锚杆支护的极限承载能力数值模拟研究

通过对深部巷道遭受冲击扰动的应力动态演化和围岩破坏的过程进行数值模拟,分析了锚杆与围岩的耦合体系承载冲击的能力,得到了深部锚杆支护巷道抵御动力冲击能力的规律。研究结果表明:水平方向的冲击应力波对巷道底脚和顶板破坏最严重,造成巷道断面挤压变形,同时引起冲击扰动壁面岩块受应力波叠加作用产生弹射;一定的锚杆支护结构在其承载范围能够抵御相应强度的动力冲击,但在更强冲击荷载下对巷道造成的破坏严重加剧,致使锚杆大量失效,并最终导致整个支护体系完全失去支护能力;冲击扰动对靠近扰动源壁面破坏严重,对其他壁面影响较小;原岩应力大小对冲击破坏影响明显,采深越大,冲击扰动造成围岩变形幅度越大,锚杆支护体系破坏更严重。研究结果为进一步开发深部巷道抗冲击破坏稳定性控制技术及制定方案提供了依据。     

钢筋抗浮锚杆承载特性现场试验与数值仿真

通过现场试验以及ABAQUS数值模拟相结合的方法,探讨了风化岩地基中全长黏结钢筋抗浮锚杆的承载性能和荷载传递特征。结果表明:风化岩地基中的抗浮锚杆承载力高,上拔量小,能够满足工程需求。锚杆杆体荷载-位移曲线、剪应力、轴应力分布规律的模拟结果与现场试验结果具有较高的吻合度,说明用ABAQUS软件模拟钢筋抗浮锚杆的承载特性是可行的,具有较强的适用性;同时,还得到了现场试验较难得到的锚固砂浆和周围岩土体的应力分布规律,明确了钢筋抗浮锚杆受荷后的影响范围和锚固体的力学特性,弥补了现场试验的不足。     

柔性注压锚杆锚固机理分析

柔性注压锚杆是一种结构和锚固机理新颖的全长锚固锚杆，已有的研究缺少其受力、锚固力与锚固机理的分析。通过柔性注压锚杆地面和井下试验，对其锚固力、锚固机理进行了理论和试验分析，导出其承载能力的计算与分析方法，为其设计、试验和应用提供了一定的理论依据。研究和试验结果表明该锚杆对多种围岩（煤、岩、碎石等）有良好的锚固能力和适应性，现场应用方便。     

玄武岩纤维锚杆加固岩体的夹持效应

新型锚杆与新型锚固体系研究在边坡锚杆支护手段优化中有广阔前景。通过玄武岩纤维复合筋材替代传统钢锚杆，将隧道锚夹持效应进行拓展，提出交叉式布置玄武岩纤维锚杆锚固体系，推导交叉式锚杆锚固体系界面荷载的控制方程，并对该结构的加固岩体的加固效果进行有限元分析。结果表明：（1）交叉式锚杆中部受到夹持效应影响锚-岩界面应力达到峰值，带动周围岩体共同承受拉拔荷载。（2）荷载响应初期锚杆夹持效应并不明显，当锚杆进入非线性位移阶段时，交叉式锚固体系的夹持效应发挥作用，使得该阶段锚固体系的承载能力相较于传统平行锚固体系大幅度提升。（3）交叉式锚杆锚固角对该锚固体系的极限承载能力有较大影响，在工程设计时应进行优化分析确定优势锚固角。