土层抗浮锚杆在工程设计中的应用

结合工程实例,讨论锚杆在工程抗浮中的应用及相关设计过程。     

从抗浮锚杆看抗浮设计方案

随着社会经济的日益发展,民用建筑设计中,筏板基础设计和裙楼纯车库抗水板基础设计日益增多,基础埋深的日益加深,在地下水位较高的区域,地下室抗浮稳定性和浮力对底板产生弯矩和剪力等问题对结构安全产生的影响日益突出。笔者经过多年在施工现场的施工经验和多个项目有关抗浮设计的施工,对抗浮方案关于施工工艺、技术特点、适用范围和造价成本等方面进行了分析和对比。     

浅谈抗浮锚杆的设计与应用

本文结合工程实例,指出抗浮锚杆在底下室抗浮中的作用及抗浮锚杆的设计与应用中应该注意的设计事项。     

抗浮锚杆检测方法比较

近几年来地下建筑基础的抗浮设计大量采用了抗浮锚杆,抗浮锚杆在施工过程中存在着许多问题,杆体材料的选择、施工工艺等都会影响抗浮锚杆的抗拔力,所以如何有效、快捷的检测抗浮锚杆的抗拔力显得尤为重要。     

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。     

基于云模型的煤矿矿井瓦斯风险综合评价研究

本文针对煤矿矿井内各类危险源的不确定性特点,利用模糊性和随机性相结合的云模型对瓦斯风险评价指标进行表示.采用基于云模型的煤矿矿井瓦斯风险综合评价方法进行研究,将定性瓦斯风险评价指标和定量瓦斯风险评价指标进行量化和规范化计算.同时,建立了云模型的多层次的煤矿矿井瓦斯风险综合评价指标体系结构,并将其转换成基于云模型的煤矿矿井瓦斯风险综合评价.此外,还根据云重心推理方法,引入基于云模型的煤矿矿井瓦斯风险综合评价方法.     

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。     

基于云模型的地铁施工安全风险评价

地铁的建设可有效缓解城市地面交通的压力,满足城市居民出行的需求,但地铁施工面临的风险因素较复杂且具有不确定性。针对施工风险因素的模糊性和随机性等特点,提出了基于组合赋权法和云模型的地铁施工风险评价方法。着重考虑地铁施工的安全性问题,建立了地铁施工安全风险评价指标体系,首先采用偏好系数法将层次分析法和熵权法组合,进而根据云模型给出风险等级标准云及综合评价云图,对比两图的相似度确定风险等级。最后以某地铁8号线为例对所提出的方法进行验证,结果表明该方法具有有效性及科学性。     

武城·红城抗浮锚杆设计与施工

本文作者结合武城.红城住宅楼地下室实例,通过对场地的水文地质条件分析,探讨了抗浮锚杆设计及施工工艺,同时对施工质量保证进行了阐述。     

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。     

抗浮锚杆荷载-位移特性及极限承载力预测

GFRP（玻璃纤维增强聚合物）抗浮锚杆因其布置灵活、分散应力、耐腐蚀性强、绿色环保等优点,成为钢筋抗浮锚杆的良好替代品。为进一步研究GFRP抗浮锚杆的承载性能,本文基于青岛某基坑抗浮工程中的6根GFRP筋和钢筋锚杆开展现场拉拔破坏性试验。试验结果表明：钢筋锚杆与GFRP锚杆平均破坏荷载分别为324 kN、394 kN,锚固强度利用率均达到92%。在相同直径、相同锚固长度条件下,GFRP锚杆能够承受更大的拉拔力,且发挥了更大的黏结强度。在荷载-相对滑移曲线分析中,GFRP抗浮锚杆整体呈缓“S”型,钢筋锚杆整体呈“L”型,表明GFRP锚杆抗浮性能优于钢筋锚杆。根据二次多项式回归分析,当锚杆杆体位移量小于20 mm时,预测精度较高,最高可达96.15%。研究结果对实际抗浮工程应用具有一定的借鉴和参考价值。     

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。     

地下结构抗浮方案评价指标体系的建立

通过对地下结构工程抗浮设计应用现状的分析,提出地下结构抗浮设计方案选择原则.在系统分析设计目标和影响因素的基础上,建立了地下结构抗浮设计方案优选的多级综合评价指标体系.应用模糊数学原理和方法分别对评价指标体系的各指标进行处理,建立了方案优选的多级模糊综合评价决策模型.通过工程实践中抗浮设计方案优选实例,阐述了方案优选的多级模糊综合评价的工程应用.     

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.     

基于云模型的信任评估研究

讨论了信任关系的随机性和模糊性共存以及相互融合问题。分析云模型描述不确定性概念的方法和实现定性语意与定量数值相互转换的算法,提出了基于云理论的信任评估模型—信任云。该模型提出云特征参数表达的信任传递和合并算法,在精确描述信任期望值的同时,通过熵和超熵刻画了信任的不确定性。相对于传统的信任评估策略,该模型获取的信任值包含更多的语意信息,更适合作为信任决策的依据。     

基于云模型的食品安全监理风险评估研究

为了及时预测食品安全问题,降低食品安全风险,通过分析并建立3层影响食品安全的风险因素体系,利用云模型来消除食品安全风险评估过程中的模糊性和随机性,用赋权法确定指标权重集,最后利用模糊法计算风险等级结果,从而实现对评估对象的风险等级的预测。     

预应力钢锚管注浆锚索边坡加固力学特性

为解决传统预应力锚索在边坡支护应用中存在安全耐久性不足、加固效果有限等的问题,通过室内和现场试验研究了预应力钢锚管注浆锚索力学特性,开发了边坡复合加固方法。研究结果表明,锚索荷载-位移曲线的非线性变化特征更明显;钢锚管的加卸载刚度变化规律不一致,而锚索的加卸载刚度变化均表现为幂函数衰减的规律;钢锚管和锚索的弹性位移随荷载呈线性增长,而塑性位移随荷载呈增长幂函数变化。边坡现场工程试验结果显示,新型加固技术对于不同地质边坡均适用。对于完整地层,锚固结构受力时产生的变形较少且刚度变化不大,不可恢复变形小,边坡变形易达到稳定状态;对于破碎地层,裂隙增加了浆体渗透提高了其与岩土体的粘结强度,增加了锚固力,因而受力时变形大,刚度变化大,产生的不可恢复变形量大,相对于传统锚索支护,新型支护技术能够更好发挥不同结构间的协作。可见新加固方法可为类似工程边坡加固设计提供参考。     

悬索桥锚跨张力控制系统

在以往的悬索桥施工中,通常只对主缆线型进行控制,不对主缆索股张力进行特别控制,从而成桥后的主缆线型及结构安全系数难以保证.为了确保悬索桥锚跨索股张拉完成后,主缆线型保持稳定,且各索股受力保持均衡,以宜昌悬索桥为例,在主缆索股张拉过程中对各种索力控制方法进行了多次试验并对测试结果进行对比分析,提出了一种采用高精度压力传感器的系统控制方法,并对控制系统的部分组成设备进行开发,最终形成一套完整的控制系统.实际应用结果表明：该控制系统可以很好地实现对主缆线型和锚跨张力的双向控制;整个控制系统的仪器设备操作简单,控制方法可靠、易于掌握,并具有较高的控制精度.