精轧螺纹钢抗浮锚杆荷载-位移特性及承载力预测

基于青岛某基坑抗浮工程中9根精轧螺纹钢抗浮锚杆的现场拉拔破坏性试验,研究不同锚固长度下精轧螺纹钢抗浮锚杆的荷载-位移特性,明确精轧螺纹钢抗浮锚杆的承载性能。结果表明：相同直径的精轧螺纹钢抗浮锚杆,锚入中风化花岗岩3.0 m与3.5 m的锚杆其极限抗拔承载力为681 kN,锚入中风化花岗岩4.0 m的锚杆其极限抗拔承载力为1 004 kN;加载初期,锚头位移呈线性增加,随荷载增加,锚头位移突增,均超过50 mm。双曲线函数与幂函数荷载-位移曲线模型与实测值在荷载水平较低时吻合度较好,临近破坏时吻合度相对较差,且极限抗拔承载力预测值较实测值偏差较大;指数函数荷载-位移曲线模型对本次试验锚杆的极限抗拔承载力预测精度较高,与实测值曲线吻合度较好。     

全长黏结GFRP抗浮锚杆荷载分布函数模型研究

基于荷载传递法理论与Kelvin问题的位移解,进一步推导全长黏结GFRP(glass fiber reinforced plastics)抗浮锚杆在轴向拉拔荷载作用下轴力沿锚固深度的分布函数.为验证该理论应用于GFRP抗浮锚杆的合理性,借助植入式光纤光栅传感技术,对2根同型号GFRP抗浮锚杆进行现场拉拔破坏性试验.研究...     

抗拔桩荷载-位移曲线的归一化

抗拔桩常被应用于地下构筑物的抗浮和受较大弯矩作用高耸构筑物的基础．相对于抗压桩而言,国内对抗拔桩变形分析方法的研究较少,且大多数已有分析方法都过于复杂,不便于实际工程应用．文中通过选择合适的标准化参数将毫无规律的抗拔桩荷载-位移曲线族归一化为单一曲线,然后利用回归公式拟合该曲线,并将回归公式扩展到层状土体中．通过模型试验和现场试桩试验结果的比较可以看出,文中提出的简化方法不但可以简化抗拔桩的变形计算,而且计算结果与实测结果也较为吻合．     

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。     

GFRP抗浮锚杆外锚固性能室内试验研究与机理分析

通过自行设计的室内大型构件对拉试验,测定外锚固段变形量(滑移量)及外锚固极限承载力,分析玻璃纤维增强聚合物(GFRP)抗浮锚杆的外锚固性能。研究结果表明：GFRP抗浮锚杆外锚固的破坏形式有2种,一种是锚杆材料强度不足产生劈裂破坏,另一种是GFRP锚杆和混凝土界面相对滑移较大,产生拔出破坏。直径为28 mm的GFRP抗浮锚杆,在标号为C25的商品混凝土的条件下,外锚固长度为840 mm的极限承载力为356 kN,最大滑移量为7.66 mm;外锚固长度为420 mm的极限承载力为215 kN,最大滑移量为4.24 mm;GFRP抗浮锚杆与混凝土之间平均黏结强度随着滑移量的增大而提高,随着外锚固长度的增加而降低;GFRP抗浮锚杆与混凝土之间的平均黏结强度的增加速率随滑移量的增大而减小。研究结果为GFRP抗浮锚杆的工程应用提供理论依据。     

抗浮锚杆承载性能研究进展

随着中国城市化建设步伐的加快,城市地下空间开发利用已成为热潮,相应的建(构)筑物基坑越来越深、基础埋深不断加大,特别是在地下水丰富且水位较高的地区,结构自身荷载不能有效抵抗地下水浮力时,随之而来的抗浮问题得到了社会的广泛关注。与传统解决建(构)筑物抗浮问题的技术方法相比,抗浮锚杆以单点受力小、地层适应能力强、应力分散、施工速度快、成本低等优点倍受工程界的青睐。对抗浮锚杆的发展历史、锚固性能、应力传递机制等相关研究进行归纳总结,讨论当前抗浮锚杆研究中的不足,并对抗浮锚杆的发展提出建议。     

PSB精轧螺纹钢筋抗浮锚杆承载性能现场试验研究

为研究PSB精轧螺纹钢筋抗浮锚杆的承载性能,基于拉拔静载荷试验,明确PSB精轧螺纹钢筋抗浮锚杆荷载-位移曲线的变化规律,实时监测锚杆杆体应变,阐明PSB精轧螺纹钢筋抗浮锚杆的荷载传递机制。试验结果表明：PSB精轧螺纹钢筋抗浮锚杆的荷载-位移曲线呈线性关系,杆体位移无突变,表现出极好的弹性性能;PSB精轧螺纹钢筋抗浮锚杆极限抗拔承载力最高达1 075.0 kN,远高于普通热轧钢筋抗浮锚杆的极限抗拔承载力;杆体轴力随深度增大迅速减小,杆体剪应力随深度增大先快速增大后减小;随着荷载的增加,杆体轴力逐渐向深处传递,杆体剪应力峰值逐渐增大并向下移动;杆体轴力和剪应力的有效传递深度约为2L/3(L为抗浮锚杆的锚固长度);线性函数模型预测PSB精轧螺纹钢筋抗浮锚杆的Q-s曲线精度高、模型参数少,能够满足工程需求。研究成果可为风化岩地基PSB精轧螺纹钢抗浮锚杆的优化设计与广泛应用提供参考。     

全长黏结岩石抗浮锚杆承载性能现场试验

抗浮锚杆具有地层适应能力强、锚固力高、造价低、工期短等优点,具有广阔的工程应用前景.开展了4组13根岩石抗浮锚杆的极限抗拔承载试验,在1根试验锚杆上安装光纤光栅应变传感器进行应力测试,所有试验锚杆均加载至极限破坏状态,从荷载-锚固体顶面位移曲线、锚筋轴力分布、锚筋剪应力分布规律及界面黏结强度等方面进行了分析.结果表明,抗浮锚杆主要出现锚筋-锚固体界面剪切滑移破坏、锚固体-周围岩体界面剪切滑移破坏及锚筋拔断3种破坏形态.试验条件下,黏结长度为2.0 m的抗浮锚杆其极限抗拔承载力为240 kN,黏结长度不小于3.0 m的抗浮锚杆其极限抗拔承载力不低于320 kN,承载力高、变形小,能够满足抗浮要求.锚筋轴力自上而下逐渐衰减,锚筋在距锚固体顶面3.0 m以下范围内不受力,建议中风化花岗岩中抗浮锚杆的黏结长度设计值取3.5～4.0 m.锚筋剪应力沿深度呈先增大后减小的趋势,在距锚固体顶面0.45 m的位置达到峰值,约为2.7 MPa.锚筋-锚固体界面平均黏结强度为1.14～1.36 MPa,锚固体-岩土体界面平均黏结强度为0.28～0.37 MPa.     

半刚性连接钢框架稳定极限承载力试验研究

为研究半刚性连接钢框架的受力、变形性能及其破坏特点,对带双腹板角钢的顶底角钢连接钢框架进行了极限承载力静力试验。得到了半刚性连接钢框架的稳定极限承载力和对应的荷载-位移曲线。试验结果表明,半刚性连接钢框架要产生很大的变形后才达到极限承载力;对于有侧移半刚性钢框架结构,分析中必须考虑二阶效应。     

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。     

串囊式充气锚杆在砂土中的模型试验研究

串囊式充气锚杆是基于单囊充气锚杆的改进与创新,为研究其极限抗拔承载力和位移的影响因素,通过对串囊式充气锚杆进行一系列室内模型试验,获得了其相应的抗拔承载力—位移曲线.试验结果表明影响串囊式充气锚杆极限抗拔承载力和位移的主要影响因素有:充气压力、埋置深度、橡胶膜长度和厚度、气囊个数、气囊之间的间距等,这些因素对串囊式充气锚杆的影响程度各不相同.通过与单囊充气锚杆的对比试验,得出在相同条件下,串囊式充气锚杆的极限抗拔承载力较单囊充气锚杆增加了1.2~1.7倍,极限位移仅为单囊充气锚杆的37%~66%.串囊式充气锚杆在增大承载力的同时,有效的控制了位移.     

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。     

预应力锚索内锚固段剪应力分布规律研究

为研究预应力锚索内锚固段剪应力分布规律,基于B Benmokrane三阶段线性函数建立锚固体与孔壁界面的剪切滑移本构模型,采用荷载传递函数法,对预应力锚索内锚固段剪应力沿轴向的分布规律进行理论研究,得到了不同状态下剪应力沿锚固段轴向的分布特征方程,然后结合实际工程对预应力锚索不同工作状态进行分析讨论。结果表明:不同状态下锚固段剪应力沿轴向分布不同,最大剪应力逐渐向锚固段内侧转移,在弹性变形阶段之后剪应力达到峰值此后保持不变; 预应力锚索进入残余变形阶段后,塑性区长度不再发生变化。研究结果可为预应力锚索的设计和工程应用提供理论依据。     

孤立墩抛石基床极限承载力

采用半原型和模型试验分析了孤立墩抛石基床的破坏机理和极限承载力影响因素，给出了基床极限承载力值．     

关于桩基设计承载力取值问题的述评

单桩竖向极限承载力的确定是桩基础设计中的重要组成部分之一。本文论述国内该值确定技术的进展概况,以及对比各主要规范对该值的相关规定。     

预应力管桩极限承载力的灰色预测

运用灰色系统理论中的GM(1,1)模型,对桩的不完全静载荷试验p-s曲线进行预测,可以很好地解决工程实践中如何根据未达到破坏试验资料确定预应力水泥混凝土管桩的极限承载力的问题,且具有可靠的精度。     

优化平板载荷试验装置对地基极限承载力特征值的影响

常规的原位试验平板载荷装置在确定地基极限承载力时误差大、精确度不高,导致所确定极限承载力不符合实际值;因此试验装置的优化改进对试验数据的精确度影响甚大。在平板荷载试验装置方面做了很大改进,将原位试验改进前后的试验数据得到的承载力值与承载力系数与经典的极限平衡法(Vesic经验公式及修正)计算极限承载力大小作对比,并结合潜在滑移场理论所确定极限承载力及土样的承载力系数,得到了优化试验装置对地基承载力特征值的影响。     

玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆的临界锚固长度计算

考虑到抗浮锚杆的工作机理与抗拔桩相似的特性,基于理想同心薄壁圆柱体剪切模型及抗浮锚杆剪应力分布简化模型,推导出GFRP抗浮锚杆的临界锚固长度的解析式,并以工程实例检验该方法的合理性。研究结果表明：本文提出的GFRP抗浮锚杆临界锚固长度解析计算方法是可行的,将理论临界锚固长度的2/3作为GFRP抗浮锚杆实际锚固长度参考值,可以在保证承载性能的前提下提高材料利用率。GFRP抗浮锚杆临界锚固长度理论值随锚杆杆体-岩土体弹性模量比值的增大而增大,但在该比例逐渐变大的过程中,临界锚固长度增长幅度逐渐降低。此外,增加杆体半径亦可提高理论临界锚固长度。研究结果可为GFRP抗浮锚杆的推广使用提供理论依据与实践参考。