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锚索桩板墙预应力损失机理研究

潘文成  
【摘要】: 目前,预应力锚索加固技术广泛的应用于矿山、冶金、水电、交通及土木建筑等领域,预应力锚索加固技术的关键在于其预应力的大小及损失程度,只有保持足够的恒久预应力,才能有最佳的锚固效果。然而边坡岩体锚固工程实践表明,预应力损失是一个不可避免、客观存在的现象。锚索锁定时,会产生锁定损失;锚索锁定后,由于钢绞线松弛、岩体蠕变、降雨、气温及地下水的变化等因素的影响,锚索的预应力也会发生变化。因此,锚索预应力的变化一直是岩土工程界十分关注的焦点问题。 锚索预应力损失问题关系到锚固工程的自身安全和耐久性,是锚固技术的关键问题之一。因此采用合理的降低预应力损失的工程措施,尽量减少预应力损失,遏制锚固性能的减弱或失败,避免给工程带来极大的危害,保障人民生命财产的安全,是预应力锚索工程的设计与施工必须考虑的问题。 本文通过对重庆某高速公路锚索桩板墙预应力监测数据的整理分析,结合现有文献对锚索预应力损失的研究成果,对锚索桩板墙锚索预应力的锁定损失、填土对锚索预应力的影响、锁定后预应力的变化规律以及暴雨对预应力的影响进行了较详细的分析;通过理论计算确定了预应力损失的主要因素;运用灰色理论模型对锚索桩板墙锁定后前期预应力变化及后期预应力损失进行了趋势性分析预测。通过研究分析得到了以下认识和结论: (1)通过现场监测,预应力锚索桩板墙预应力变化可分为五个阶段:第一阶段,预应力波动缓慢增长阶段;第二阶段,预应力速损阶段;第三阶段预应力波动减小阶段;第四阶段,预应力持续下降阶段;第五阶段,预应力基本趋于稳定阶段。 (2)通过理论计算,得出锚具夹片回弹变形、钢绞线松弛以及岩体蠕变是造成锚索锁定后预应力损失的最主要因素的结论。 (3)通过GM(1,1)模型,对锚索桩板墙锁定后前期预应力变化过程和后期预应力损失进行了趋势性分析预测,结果表明模型拟合精度高,得到的结果可为类似工程提供借鉴。 (4)在总结预应力锚索的预应力变化规律以及影响预应力变化的各种因素的基础上,提出了减小预应力损失的工程措施。


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