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聚丙烯纤维砂浆增强预应力锚索锚固作用的机理研究

矫捷  
【摘要】:随着高边坡高速公路的发展,对锚固的要求越来越高,特别是永久性锚索,要求有可靠的锚固效果、避免预应力损失。这就要求锚索体有高强、低松驰以及高防护性能,锚固段要求提供更高的、更稳定耐久的锚固力。 为了提高锚固段的锚固力,人们早已认识到锚固段灌浆材料的重要性。但由于锚杆工程为地下隐蔽工程,锚固段的受力机理极其复杂,施工难度较大等方面的限制,国内外对锚固段胶结体材料研究成果较少,通常是通过提高水泥的标号或砂浆的标号来改善锚固段材料的锚固性能。事实已证明,受锚索灌浆管尺度和灌浆深度(深)等工艺方面和材料抗压性的限制,单纯通过提高水泥浆或砂浆的标号并不能很好地改善锚索的锚固性能。 本课题主要通过在一定配比的砂浆中掺入一定量的聚丙烯纤维,经室内试验和现场试验寻求一种最佳配比,来研制新的灌浆材料,使其具有较高的自身强度及与钻孔壁的粘结强度,能够改善锚固段的受力变形特征,增强抗裂能力,从而提高锚杆的锚固能力,使新开发的灌浆材料的工程性能优于现在常用的灌浆材料—普通砂浆。研究表明: 浆料中掺入纤维后对其粘接抗剪和钢筋握裹力有改善作用。 纤维砂浆与普通砂浆相比,纤维砂浆的劈裂抗拉强度为比普通砂浆的高,当纤维掺量为0.9Kg/m3时,纤维砂浆的劈裂抗拉强度比普通砂浆的劈裂抗拉强度增加18%。 浆料中掺入纤维后,砂浆与钻孔壁的圆孔粘结抗剪强度有明显增高。普通砂浆和纤维砂浆与钻孔壁的粘结强度都随龄期增大而增大,各龄期纤维砂浆与钻孔壁的粘结抗剪强度比普通砂浆与钻孔壁的粘结抗剪强度都有明显增高。 聚丙烯纤维砂浆具有制浆工艺简单、使用方便的优点。 本项目研制开发的预应力锚固用聚丙烯纤维砂浆,为西部地区高速公路建设中岩石边坡锚固处理中提供性能优越的灌浆材料—聚丙烯纤维砂浆,同普通锚固砂浆相比,使得砂浆的强度及砂浆与钻孔壁的粘结强度,以及砂浆受力变形开裂诸方面得到了提高和改善,大大的提高了砂浆的锚固能力,使之用于生产中,减少锚固段长度,降低锚索失效率。


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