充气锚杆的研究现状及展望

 充气锚杆是一种全新概念的新型锚杆,它是充分利用软土在压力作用下可产生挤压变形的特性研发而成的。本文论述了充气锚杆的独有特点,对充气锚杆的研究现状、锚杆荷载传递机制,以及岩土锚固机制进行了论述。总结了充气锚杆的一些规律：① 充气锚杆的抗拔承载力主要与砂的密实度、软土的液限指数、锚杆长度、充气压力大小、橡胶膜的厚度、橡胶膜外表的粗糙度、充气扩大头体积、锚杆埋设深度等因素有关,其中,锚杆长度是最主要的影响因素;② 充气锚杆的极限抗拔承载力是螺旋锚杆的４倍,在软土的排水与不排水对比试验中,充气锚杆极限抗拔承载力相差3~4倍;③ 在充气压力一定时,不同土体,锚杆的抗拔承载力差别很大,短锚杆100mm时几乎全长受力,长锚杆200~300mm时只在锚杆充气段上部分受力。     

锚杆尾部断裂机制和防破断方法应用

 基于岩体弹性能释放对锚杆的冲击作用,采用冲击动力学中刚性块对杆轴向碰撞的应力解,推导出了锚杆断裂的4种围岩应力条件。在此基础上分析了岩石弹性模量、锚杆弹性模量、锚杆直径与岩石泊松比等因素对锚杆断裂的影响。分析结果显示:在这4种围岩应力条件中,杆头被一次冲断基本上是不可能的,由于其他几种锚杆断裂时的围岩应力条件很接近,所以在实际中锚杆尾部被一次冲断的可能性最高,这也印证了锚杆尾部容易断裂的观点;另外,锚杆断裂的围岩应力条件受岩石弹性模量、岩石泊松比、岩石密度、锚杆弹性模量、锚杆密度、锚杆直径等因素的影响,其中影响较大的是岩石弹性模量与锚杆弹性模量的比值、锚杆直径和岩石泊松比;锚杆尾部断裂的围岩应力条件对于改进锚杆形式、优化锚杆力学性质有理论指导意义。最后,以马路坪矿的巷道工程为例,说明了锚杆防破断方法的具体应用,收到了良好的效果,可以在实际工程中推广应用。     

浅析煤矿锚杆孔钻进设备存在的技术问题

锚杆孔钻进设备是锚杆支护的关键设备，它影响着锚杆支护的质量一锚杆孔的方住、深度、孔径的准确性以及锚杆安装质量，又涉及操作者的人身安全、劳动强度与作业条件。锚杆孔钻进设备的核心是高效与安全。本文主要分析了煤矿锚杆孔钻进设备存在的技术问题。     

公路隧道TZL预应力锚杆支护效果对比试验研究

通过TZL预应力锚杆支护和普通砂浆锚杆支护的对比试验观测,获得了锚杆轴力、垫板反力、预应力损失、锚杆孔内位移和围岩收敛位移等重要参数 ,由此对TZL预应力锚杆扩大1.5倍锚杆间距与普通砂浆锚杆的支护效果进行了对比分析, 并作出了客观评价.     

中空锚杆无损检测方法的研究及应用

在隧道工程、地下工程、边坡等支护工程中,锚索、锚杆得到大量应用。锚杆在实际应用中,砂浆锚杆和中空锚杆占很大比例,中空锚杆与砂浆锚杆相比,中空锚杆具有较好的锚固性能,但在长度不足的情况下,抗拉强度反而不及砂浆锚杆,因此准确测试中空锚杆的长度,能够避免潜在隐患。目前,能对中空锚杆长度进行有效检测的手段很少。在基于冲击弹性波的声波反射法测试砂浆锚杆方法的基础上,结合模拟试验,对不同长度的中空锚杆进行试验研究,并将该方法应用在实际的工程中,通过实际应用,该方法能够有效的对中空锚杆长度进行测试,在一定程度上能够反映中空锚杆的锚固质量。     

公路隧道工程锚杆锚固质量检测

介绍公路工程隧道锚杆的检测采用锚杆拉拔仪和声频应力波方法(锚杆质量检测仪)检测锚杆的锚固强度、锚杆的长度以及水泥砂浆灌注的饱满度。     

锚杆预紧力的影响因素与确定

锚杆支护的主动、及时支护,主要体现在锚杆支护体系对巷道围岩施加较大的、及时的初期支护阻力,此初期支护阻力,提高了围岩的自承能力、有效地控制了巷道围岩变形。锚杆支护体系的初期支护阻力是由锚杆的初锚力产生的,锚杆的初锚力则是由安装锚杆时施加在锚杆上的预紧力产生的。锚杆预紧力是体现锚杆支护的主动性、及时性的主要指标。合理的预紧力可提高岩层的自支撑能力,保证整个锚杆支护体系充分发挥支护效能。     

锚杆剪切过程中的受力机理分析

为了分析锚杆抗剪力及所受轴力随剪力变化规律,以节理岩体中的锚杆为研究对象,基于经典梁理论和最小余能变分法,推导了锚杆轴力随剪力变化的理论公式,提出了锚杆抗剪力计算方法.分析了围岩抗压强度、锚杆直径对锚杆轴力与剪力,以及由轴力与剪力换算得到的锚杆抗剪力的影响.研究结果表明:增大围岩抗压强度及锚杆直径,使锚杆轴力随剪力的增长速率降低;增大围岩抗压强度通过剪力部分提高锚杆抗剪力,而增大锚杆直径通过剪力和轴力共同提高锚杆抗剪力;围岩抗压强度增大使锚杆最优倾角略有增大,直径的变化对锚杆最优倾角没有影响,分析可知倾角为90°～120°时,锚杆抗剪力最大.     

温度与荷载联合作用下能源锚杆的热力响应特性数值模拟研究

能源锚杆是一种由地源热泵技术与支护锚杆相结合的建筑节能减碳新技术.然而,目前针对温度影响下锚杆的热力响应机理尚不清楚.基于多场耦合数值模拟方法,探讨温度、锚杆线膨胀系数、锚杆直径、土体导热系数及荷载等因素对能源锚杆热-力特性的影响.研究结果表明：常温锚杆受拉时,锚头位移随荷载的增大而增加;温度下降15℃时,锚头平均位移较常温锚杆降低-1.34 mm(约为锚杆直径的1.0%);温度上升15℃时,锚头平均位移较常温锚杆增加0.89 mm(约为锚杆直径的0.68%);换热过程中,锚杆温度的升高会引起杆体轴力的减小;在同一加热温度和荷载条件下,锚头位移随着锚杆的线膨胀系数增大而增大,锚杆轴力随着锚杆的线膨胀系数增大而减小;锚杆直径的增大会导致锚头位移的减小.试验结果对能源锚杆的设计和施工提供了一定的参考和依据.     

柔性注压锚杆结构优化有限元分析

柔性注压锚杆是一种新型锚杆,通过简化其力学模型,采用有限元方法模拟,分析了锚杆壁厚、钢丝位置、钢丝直径、橡胶材料以及围岩对锚杆强度和围岩与锚杆接触压力的影响,给出了一定结构参数下的最优结果.     

考虑横向约束作用的锚杆锚固参数优化

为了探究锚杆不同锚固参数对顺层岩质边坡稳定性的影响,基于综合考虑锚杆轴向作用力和横向作用力的锚杆数值模型,嵌入离散元软件UDEC(universal distinct element code)中的局部加固单元LOCAL REINFORCE单元,针对某顺层岩质边坡,分析了锚杆长度、锚固角、锚杆间距和布设方式对边坡稳定性的影响,并基于正交试验提出了锚固优化方案.结果 表明:锚杆存在有效长度,在有效长度内,锚杆长度和边坡安全系数存在线性关系;锚杆存在最优锚固角,且锚杆长度越大,最优锚固角越小;锚杆间距越大,边坡安全系数越小,且安全系数下降速率随间距的增大逐步减小;以边坡安全系数和锚杆用量为评价指标,通过正交试验对等长支护锚固参数进行了优化设计,得出了较佳的两个锚固试验方案;各锚固参数对边坡稳定性影响由大到小分别为:锚杆间距、锚杆长度、锚固角;锚杆布设方式对边坡稳定性的提升由大到小分别为:由长到短型、等长布置型、由短到长型.在考虑锚杆布设方式时,应使锚杆穿越的岩层与边坡位移情况相匹配.     

再探煤巷锚杆支护的现状与发展前景

本文阐述了我国煤巷锚杆支护技术的现状与存在的问题,并从提升对锚杆支护技术的理论认识、提高锚杆杆体的防腐功能、完善锚杆施工配套机具和锚杆监测技术等方面提出了一些具体的措施和途经。     

框架预应力锚杆支护结构中锚杆间距的设计参数

基于某公路边坡加固工程实例,研究框架预应力锚杆柔性支护结构中锚杆间距设计参数对框架内力和锚杆轴力的影响,讨论锚杆间距的相对最优组合问题.结果表明锚杆水平间距的小范围变化主要影响框架横梁的内力,锚杆竖向间距和第一排锚杆离坡顶的距离的小范围变化主要影响框架立柱的内力,且前两者增大时锚杆轴力从上至下都呈现先增大后减小的现象,总体上呈"弓形"分布.另外,考虑到支护结构的立面美观效果、经济性和锚杆承载力的合理性要求,在土质较为均匀的条件下,锚杆的水平间距、竖向间距和第一排锚杆离坡顶的距离分别取2.5、2.5、1.5 m时是相对最优的.     

深基坑桩锚支护结构设计参数分析

结合工程实例具体分析桩锚支护结构设计参数对锚杆内力、长度、支护桩内力、支护桩嵌固深度和桩顶位移的影响,这些参数包括坑顶荷载的大小与作用区间、锚杆离坑顶的距离、锚杆孔径、锚杆锚固段长度和锚杆预应力取值.分析结果表明:坑顶荷载的大小与作用区间对锚杆轴力和支护桩内力影响明显;锚杆一般布置在离坑顶H/3的位置较为合理;锚杆锚固段长度与支护桩的嵌固深度相互影响,应该根据基坑地质情况和基坑周边环境条件综合确定;锚杆预应力对支护桩桩顶位移控制明显.     

煤巷掘进中锚杆支护技术

锚杆支护技术具有支架和加固的作用,同时可以降低成本、加快施工速度。本文主要阐述锚杆支护的优点、地质力学评估、锚杆支护施工工艺、锚杆支护快速掘进对策。     

径向锚杆在隧道工程围岩体内作用机理研究

本文介绍了径向锚杆在隧道工程围体内作用的机理,分析了径向锚杆在隧道围岩体内悬吊、组合梁、加固作用的原理,论述径向锚杆广梧高速公路河口至双凤段控制性工程石牙山特长隧道锚杆施工工艺试验,通过锚杆试验分析,不同岩体介质选用不同类型锚杆及参数,充分发挥锚杆作用效果,提高隧道围岩开挖后自承能力,从而保证隧道工程质量及施工安全。     

论灌浆锚杆在黏性土质边坡加固设计中的应用

介绍了大禹渡沉沙池工程概况，提出了灌浆锚杆加固沙堤的设计思路，详细阐述了锚杆加固设计的各个环节，包括沙堤边坡的稳定计算、需要锚杆提供的抗滑力矩的计算、锚杆的布置、锚杆的设计抗拔力的计算以及锚杆抗滑力矩的计算，并对大禹渡沉沙池锚杆加固的设计结果进行了介绍。     

泥质粉砂岩地层浅埋联拱隧道锚杆支护效果研究

锚杆在软弱围岩等特殊地层中的作用效果一直是近几年的研究热点。为了明确泥质粉砂岩地层中系统锚杆的作用效果,本文通过现场监测的方法研究了泥质粉砂岩地层联拱隧道取消锚杆试验段与布设锚杆试验段拱顶沉降、水平收敛、围岩压力以及钢拱架内力等监测项目的变化规律和异同。结果表明：取消锚杆试验段拱顶沉降、水平收敛与布设锚杆试验段差别不大;取消锚杆试验段围岩压力略大,但分布较为均匀,试验段围岩压力均小于理论计算值;联拱隧道先开挖洞拱架内力大于后开挖洞,布设锚杆试验段由于锚杆约束拱架的作用导致拱架受力较小;隧道大部分位置锚杆受压,轴力范围为-4.45kN~4.23kN,最大拉力占杆体极限拉力值的2.35%,锚杆抗拉效用无法得到充分发挥。     

降雨入渗对锚杆加固多级边坡稳定性分析

降雨入渗对多级锚杆支护边坡稳定性的影响尚不清晰,基于非饱和土渗流-应力耦合理论,采用Geo-studio软件建立了降雨入渗锚杆加固多级边坡的流固耦合有限元分析模型,研究不同降雨持时、雨强时锚杆加固多级边坡的渗流、应力、变形场稳定性变化规律,以及锚杆受力特性。研究表明：随着雨强和持时的增大,锚杆轴力及坡面位移均增大,边坡安全系数降低;第三级边坡的锚杆轴力提升幅度最大;同一级边坡内,坡脚处的锚杆轴力值大于坡顶处锚杆力。     

框架预应力锚杆边坡支护结构顶部静力位移求解及其所受影响因素分析

框架预应力锚杆支护结构的顶部静力位移是一个重要的变形控制指标.选取梯形土压力模型,基于稳定性极限平衡理论提出采用力法求解其顶部静力位移,分析地面施工荷载和锚杆间距设计参数即第一排锚杆离坡顶的距离、锚杆水平间距和锚杆竖向间距对顶部静力位移的影响.结果表明边坡地面施工荷载和锚杆水平间距对位移影响不明显,而第一排锚杆离坡顶的距离和锚杆竖向间距对边坡顶部位移的影响非常显著.