收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

锈蚀锚固体的力学性能研究及耐久性评估初探

夏宁  
【摘要】:锚杆(索)是一种应用广泛的岩土体工程加固措施。上世纪60年代以来,我国在各类岩土工程中使用了大量锚杆,70年代以后使用了许多锚索,90年代以来使用了更多的土钉,其总数当以亿记。在举世瞩目的长江三峡水利工程中,为保证永久船闸高边坡的稳定性,共安装了4204束预应力锚索对边坡岩体进行加固。这些锚固结构的技术先进性和经济性无人怀疑,但问题是其使用寿命究竟有多长?事实上,由于锚杆(索)工作环境中存在侵蚀性介质、杂散电流及双金属作用,因此在这样的工作环境和长期使用条件下会逐渐老化、损伤甚至破坏,再加上自身防护系统不完善等内在因素,导致了锚杆(索)耐久性不足的现象时有发生,世界各地均发生过由于耐久性不足而导致锚固失效的工程实例。恶劣的地下腐蚀环境和锚固结构较强的隐蔽性对岩土预应力锚杆(索)的耐久性提出了更加严格的要求,耐久性是锚固工程安全度的一项重要指标。 统计资料表明,锈蚀是导致锚固结构耐久性不足的主要原因,它对锚固体承载力的影响表现为横向和纵向两个方面,横向影响表现为砂浆保护层的锈胀开裂;纵向影响表现为锚杆与砂浆的粘结性能的下降。本文主要从这两个方面着手,以理论研究、结构试验和数值分析为主要研究手段,对锈蚀锚固体的力学性能进行了研究,并在此基础上提出了锈蚀锚固体的耐久性评估方法。本文主要开展了以下研究工作: 1)本文建立了更加符合工程实际情况的锚杆不均匀锈蚀的动态轮廓线模型,由此模型得到锚杆表面任意一点的虚拟锈胀位移。将得到的锈胀位移作用到锚杆孔洞边缘,通过调节锈胀位移公式中的锈层厚度系数来进行砂浆保护层的锈胀开裂过程的数值模拟,并给出了锚杆临界锈蚀量的预测公式。通过此方法预测结果与试验结果的比较,证明是合理可行的。并通过算例比较了锈蚀量相等的条件下,锚杆均匀锈蚀和不均匀锈蚀的差异,结果表明,杆体不均匀锈蚀对砂浆保护层的破坏作用更为严重,提出了均匀锈蚀假设应慎用的观点。 2)建立锈蚀锚固体的弹性空间解析模型,研究了锚固体在锚固力,围压和锈胀力作用下的三维应力场,给出了锚固体空间问题各应力分量的解析解答。该模型的适用条件为砂浆保护层锈蚀胀裂前,锚固体材料的受力均处于弹性阶段,并且在锚固长度上全长粘结有效。通过算例分析表明:①锚杆轴向应力的分布呈指数衰减函数的形式;②在任意锚长平面上,砂浆保护层内的径向应力均由拉应力过渡为压应力,近锚杆边砂浆内的径向拉应力最大;③整个锚固长度上,锚固端砂浆内的环向压应力最大,而在任意锚长平面上,近锚杆边砂浆内的环向压应力最大;④锚杆与砂浆间的剪应力呈线性分布。大部分锚杆表面的剪应力为负,与锚固力方向相反,并且锚固端的剪应力最大。剪应力在由负号过渡到正号时,


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 程良奎;;岩土工程中的锚固技术(二)——岩土锚杆的设计[J];工业建筑;1993年02期
2 韩维良;高层建筑地下室的设计探讨[J];青岛建筑工程学院学报;1997年04期
3 冀丽丽;;浅谈边坡锚固工程施工[J];山西建筑;2010年05期
4 叶红;夏元友;刘笑合;陈杰;;风化岩体中压力型锚索锚固长度设计方法[J];武汉理工大学学报;2011年01期
5 严国敏;香港青马大桥与江阴长江公路大桥悬索桥方案简介[J];桥梁建设;1992年04期
6 李伴文,杨光志,徐明伏;HM21锚固体系[J];湖南交通科技;1996年03期
7 杨双锁,张百胜;锚杆对岩土体作用的力学本质[J];岩土力学;2003年S2期
8 盛初根;俞火明;韩乾坤;;预应力锚固边坡稳定性计算方法探讨[J];岩土工程界;2007年09期
9 郑庆乐;;结合工程实例探讨边坡锚索设计参数取值[J];中国高新技术企业;2011年15期
10 馆山勝 ,福田厚生 ,田村幸彦 ,孙全德;棒状锚固体施工法的开发[J];路基工程;1995年05期
11 勾攀峰,侯朝炯;锚固岩体强度强化的实验研究[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年03期
12 王连捷,王薇,董诚;岩土锚固工程中锚固体应力分布的有限元分析[J];中国地质灾害与防治学报;1998年S1期
13 侯朝炯,勾攀峰;巷道锚杆支护围岩强度强化机理研究[J];岩石力学与工程学报;2000年03期
14 王成刚;朱亮春;;预应力锚索施工中的质量控制分析[J];科技经济市场;2007年02期
15 孔书祥,佘小红;预应力锚索在加固既有挡土墙工程中的应用[J];路基工程;2003年02期
16 邹金锋,李亮,阮波;锚杆位移变形分析[J];铁道标准设计;2004年01期
17 张振普;勾攀峰;韦四江;孙光中;;锚固体蠕变特性试验研究[J];铁道建筑;2009年04期
18 尤春安;压力型锚索锚固段的受力分析[J];岩土工程学报;2004年06期
19 程喜岭;;预应力锚固施工中灌浆技术问题的探讨[J];河南水利与南水北调;2009年09期
20 程喜岭;;预应力锚固施工中灌浆技术问题的探讨[J];河南水利与南水北调;2009年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 勾攀峰;李德海;;回采巷道周边锚固体变形破坏特征的实验研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
2 张有;;海天大厦抗浮锚桩的设计与施工[A];第四届中国岩石锚固与注浆学术会议论文集[C];2007年
3 韩尚宇;祝磊;洪宝宁;魏浩;;新的锚固体抗拔力测试系统及应用[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
4 朱训国;杨庆;栾茂田;;隧道围岩中全长注浆岩石锚杆的应力分布分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
5 时南翔;;边坡整治工程质量的检测与监控[A];全国岩土与工程学术大会论文集(上册)[C];2003年
6 李新平;江杰;鲁志鹏;徐鹏程;;应力波法锚杆加固无损检测的数值模拟分析研究[A];第九届全国岩石动力学学术会议论文集[C];2005年
7 戴会超;彭刚;;我国岩土预应力锚索(杆)的防护特点及状况[A];第十届全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2008年
8 曹正康;;龙华污水处理厂地下水池抗浮锚杆[A];中国锚固与注浆工程实录选[C];1995年
9 刘明振;张铮;吕让;;黄土层中的扩底锚杆抗拔试验[A];中国土木工程学会土力学及基础工程学会地基处理学术委员会第四届地基处理学术讨论会论文集[C];1995年
10 曹正康;;饱和软土中的抗浮锚杆[A];第五届全国结构工程学术会议论文集(第三卷)[C];1996年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韦四江;预紧力对巷道围岩锚固体稳定的作用机理及工程应用[D];河南理工大学;2011年
2 孟波;软岩巷道破裂围岩锚固体承载特性及工程应用研究[D];中国矿业大学;2013年
3 叶根飞;岩土锚固荷载传递规律与锚固特性试验研究[D];西安科技大学;2012年
4 赵一鸣;煤矿巷道树脂锚固体力学行为及锚杆杆体承载特性研究[D];中国矿业大学;2012年
5 夏宁;锈蚀锚固体的力学性能研究及耐久性评估初探[D];河海大学;2005年
6 伍国军;地下工程锚固时效性及可靠性研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年
7 代国忠;预应力锚杆早强型水泥浆液试验研究与锚固机理分析[D];吉林大学;2007年
8 朱训国;地下工程中注浆岩石锚杆锚固机理研究[D];大连理工大学;2007年
9 蒋良潍;松散斜坡体锚、桩加固作用机理与工程应用研究[D];成都理工大学;2006年
10 杨树桐;基于断裂力学的钢筋、FRP与混凝土界面力学特性研究[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨阳;注浆锚固体强度强化特征及应用研究[D];河南理工大学;2009年
2 战玉宝;锚固体应力分布的试验及数值模拟研究[D];山东科技大学;2005年
3 韩振华;多因素耦合腐蚀条件下砂浆锚固体腐蚀机制试验研究[D];重庆大学;2013年
4 龚医军;新型可回收式锚杆抗拔试验及数值模拟研究[D];河海大学;2007年
5 杨春苗;锚杆受力及对巷道围岩松动圈内岩块连接作用的数值模拟[D];山东科技大学;2008年
6 张钢琴;纤维聚合物锚杆的锚固机理及数值分析[D];郑州大学;2004年
7 龙照;锚杆抗拔承载机理及其在基桩自锚测试技术中的应用[D];湖南大学;2007年
8 刘湘萍;高温后裂隙岩体锚固相似模拟实验研究[D];江西理工大学;2007年
9 谢晶晶;纤维增强塑料筋锚杆锚固机理及设计方法的研究[D];郑州大学;2002年
10 吴剑;锚固工作荷载无损检测技术研究[D];重庆交通大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 戴鸿鹏;商检大厦地下室锚喷支护实例[N];广东建设报;2000年
2 本报记者 钟山;岩土锚固:牢系工程之“根”[N];中华建筑报;2003年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978