预应力锚索耐腐蚀性及失效研究

【摘要】： 预应力锚固技术作为一种重要的加固手段,广泛应用于边坡、基坑、隧道等工程中。由于预应力锚索工作的岩土体中存在侵蚀性介质,并且锚索被施加了较大的预应力,普遍产生应力腐蚀的作用。世界各地均发生过由于锚索腐蚀导致锚固失效的工程实例,其耐久性问题越来越受到人们的重视。然而,国内外目前对预应力锚索的耐久性研究还比较少,仅仅停留在起步阶段。 预应力锚索的腐蚀主要为应力腐蚀,本文根据应力腐蚀的主要影响因素,开展室内应力腐蚀加速试验和现场试验,分析各种影响因素对腐蚀速度的影响,研究预应力锚索的耐久性,以及锚索失效情况下的工程稳定性,取得以下成果: 1.应力腐蚀的三个主要影响因素是:锚索预应力的大小、岩土地下水pH值和应力腐蚀时间。针对三种影响因素,设计正交加速腐蚀试验,研究应力腐蚀速度的规律; 2.采用三种影响因素为自变量,采用单位长度质量损失率为主要因变量,断面损失率为参考因变量,对试验数据进行拟合,研究一定的腐蚀环境下,预应力锚索在一定时间后的腐蚀程度,取得以时间、应力、pH值为自变量、单位长度质量损失率为因变量的公式; 3.现场挖取实际工程中已使用一定时间的预应力锚索,分析其腐蚀环境,并对其腐蚀程度进行定量分析,与室内试验得出的公式进行对比分析,进而对公式进行一定的修正; 4.在实际工程中,预应力锚索由于应力腐蚀失效的案例时有发生。本文对某实际工程中一根预应力锚索失效对整体稳定性的影响进行了数值模拟,从理论上对锚固机理及群锚效应进行了更深入的分析; 5.目前国内在预应力锚索的防腐施工时大多根据经验来选择防腐技术,造成许多工程中防腐技术采用不合理。本文根据以上研究成果,对防腐工艺提出建议。同时,本文对现有的检测技术提出建议,有助于揭示潜在的危险,确保结构在设计使用寿命内的安全使用。