砂岩地层预应力锚索力学特性及有效锚固长度优化研究——基于现场试验和数值模拟

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作者 王秀博 严志成 +3 位作者 王立川 旷文涛 章慧健 杨继康 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第5期140-146,共7页

该文依托穿越砂岩地层的国博车站工程,采用现场预应力锚索拉拔试验和数值模拟方法,揭示了不同工况下锚索端头荷载与位移的关系以及预应力锚索的荷载传力机理,并对依托工程预应力锚索的有效锚固长度进行了优化。研究结果表明:随着拉拔力... 该文依托穿越砂岩地层的国博车站工程,采用现场预应力锚索拉拔试验和数值模拟方法,揭示了不同工况下锚索端头荷载与位移的关系以及预应力锚索的荷载传力机理,并对依托工程预应力锚索的有效锚固长度进行了优化。研究结果表明:随着拉拔力增大,预应力锚索传力过程分为三个阶段:第一阶段,剪应力集中于锚固段始端,且与拉拔力等比增大;第二阶段,剪应力分布曲线出现波峰,峰值逐步达到极限抗剪力;第三阶段,连续多段锚固段达抗剪极限,剪应力分布最终呈“矩形状”。由实验可得:预应力为200、300和400 kN的锚索对应有效锚固长度分别约5、6和7 m;相比锚索的轴力分布,锚固段剪应力分布对有效锚固长度的确定更准确;预应力锚索的荷载-有效锚固长度曲线呈现由非线性渐趋线性增长规律;采用剪切应力的积分公式计算锚索端头拉拔力,能较好地模拟拉拔试验,锚索端部拉拔荷载随位移的增加呈非线性增大,而增长速率呈逐渐下降趋势。 展开更多

关键词 预应力锚索 现场试验 数值模拟 传力机理 有效锚固长度

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高频超声导波检测锚杆有效锚固长度分析 被引量：7

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作者 潘立业 张昌锁 +2 位作者 马洁腾 王银涛 柳明 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第12期24-26,31,共4页

为检测锚杆实际有效锚固长度,得到锚固锚杆和自由锚杆中的高频超声导波传播规律,在1~15 MHz频率范围内对不同锚固锚杆试件进行频率扫描,并根据试验结果得到了群速度和频率之间的关系曲线。结果表明,激发频率为2.007~2.312和3.266~3.491 ... 为检测锚杆实际有效锚固长度,得到锚固锚杆和自由锚杆中的高频超声导波传播规律,在1~15 MHz频率范围内对不同锚固锚杆试件进行频率扫描,并根据试验结果得到了群速度和频率之间的关系曲线。结果表明,激发频率为2.007~2.312和3.266~3.491 MHz时,导波在不同锚固质量的锚杆中传播速度几乎一致,且锚杆锚固质量对高频超声导波的传播速度影响很小,并据此得出在这个频率范围内可检测超声导波在自由锚杆中的传播速度,进而计算出锚杆的锚固长度。 展开更多

关键词 高频超声导波 锚固锚杆 群速度 有效锚固长度

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可回收锚索锚固段应力分布及锚固长度研究 被引量：9

3

作者 李兆平 李文涛 王建 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期57-61,共5页

以深圳地铁3号线停车场基坑工程为背景,根据可回收锚索锚固段受力状态,讨论锚索的锚固段黏结应力分布规律.研究表明,可回收锚索的黏结应力沿锚固段并非均匀分布,而是呈指数曲线形式分布,在此基础上提出基于锚固段黏结应力实际分布状态... 以深圳地铁3号线停车场基坑工程为背景,根据可回收锚索锚固段受力状态,讨论锚索的锚固段黏结应力分布规律.研究表明,可回收锚索的黏结应力沿锚固段并非均匀分布,而是呈指数曲线形式分布,在此基础上提出基于锚固段黏结应力实际分布状态进行锚固段长度设计的方法,并应用到锚索支护参数设计中.工程实践表明,所提出的锚索锚固段长度设计方法是合理可行的. 展开更多

关键词 深基坑支护结构 可回收锚索 锚固段黏结应力 有效锚固长度

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锚固边坡稳定性分析有限元模型及锚固效应的探讨 被引量：13

4

作者 庄晓莹 蔡永昌 朱合华 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1099-1104,共6页

锚固边坡具有锚固结构与土体变形协调的特点,而用条分法分析边坡稳定性时因土体刚体假设无法考虑结构与土体共同作用的本质,存在低估锚固效应的问题。提出了一种有限元法分析锚固边坡的方法,考虑在有限元模型中采用点锚式和全长粘结式... 锚固边坡具有锚固结构与土体变形协调的特点,而用条分法分析边坡稳定性时因土体刚体假设无法考虑结构与土体共同作用的本质,存在低估锚固效应的问题。提出了一种有限元法分析锚固边坡的方法,考虑在有限元模型中采用点锚式和全长粘结式杆单元模拟实际锚固结构的自由段和锚固段,注浆加固体采用接触单元,在土体和结构共同作用和接触变形协调的应力计算的基础上,结合条分法稳定性系数概念,对锚固结构考虑粘结强度或抗拉强度,对土体考虑剪切破坏强度,可得出工程分析所需的锚固边坡稳定性系数。研究结果表明:有限元法所得滑动面深度较条分法更深,稳定性系数更大,其有效锚固长度也存在一定的差异。 展开更多

关键词 锚固边坡 有限元模型 杆单元 有效锚固长度 锚固效应

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应力波理论在动测锚杆锚固质量中的应用 被引量：14

5

作者 王成 恽寿榕 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2001年第3期6-9,共4页

运用应力波理论，分析了不同锚固质量的锚杆在瞬态冲击下的响应规律，包括锚固质量优的、中等的、劣的对锚杆中应力波的影响规律。这些规律都将会对实际锚杆锚固质量的无损检测起到很好的指导作用。

关键词 锚杆 应力波 有效锚固长度 无损检测

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压力型锚杆锚固段荷载传递机理研究 被引量：4

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作者 贺建清 王磊 陈秋南 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期864-869,952-953,共6页

利用弹性力学理论分别计算了锚固体因轴向压缩导致径向膨胀而产生的径向应变以及锚孔因锚固体挤压周围岩体产生的径向应变。根据锚固体与周围岩土体变形协调假定,导出了压力型锚杆锚固段径向应力、轴向应力、剪应力分布的理论解,并对压... 利用弹性力学理论分别计算了锚固体因轴向压缩导致径向膨胀而产生的径向应变以及锚孔因锚固体挤压周围岩体产生的径向应变。根据锚固体与周围岩土体变形协调假定,导出了压力型锚杆锚固段径向应力、轴向应力、剪应力分布的理论解,并对压力型锚杆足尺模型进行了试验。结果表明:锚固体轴向应变实测值与理论计算值比较吻合,验证了理论解的可靠性。基于上述理论解确定了有效锚固长度,分析了岩土体弹性模量与注浆换算弹性模量比值E/Ea、锚固力F、抗剪强度指标c、φ等岩土体力学参数对有效锚固长度的影响。结果表明:E/Ea值和c、φ值越小、F值越大,所需有效锚固长度越大。 展开更多

关键词 压力型锚杆 锚固 应力 有效锚固长度 模型试验

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土遗址楠竹锚固界面传力过程研究 被引量：7

7

作者 芦苇 赵冬 +1 位作者 李东波 毛筱霏 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期524-539,共16页

竹木锚固技术近年来被广泛应用于土遗址文物加固保护中,但其锚固界面传力机理尚不明确,严重制约着锚固技术的科学化、规模化应用.相关研究成果已经证实了合理的锚固界面粘结–滑移模型对锚固系统性能预测的重要性,本文在此基础上以楠竹... 竹木锚固技术近年来被广泛应用于土遗址文物加固保护中,但其锚固界面传力机理尚不明确,严重制约着锚固技术的科学化、规模化应用.相关研究成果已经证实了合理的锚固界面粘结–滑移模型对锚固系统性能预测的重要性,本文在此基础上以楠竹–改性泥浆–夯土锚固系统为例,基于考虑完全脱粘现象的三线型粘结–滑移模型开展了锚固界面传力全过程研究.首先将锚固界面传力全过程分为6个连续阶段,分别对各阶段对应的界面应力、应变分布与演化过程进行理论解析,推导了锚杆轴向变形、界面滑移量、界面剪应力、界面剪应变等参数的封闭解,同时给出了极限锚固力与有效锚固长度的计算方法.在此基础上,通过识别载荷–位移曲线特征点对粘结–滑移模型参数进行了标定.最后采用两个土遗址原位拉拔试验对理论解析模型的合理性进行了对比验证,同时着重分析了锚固长度与锚杆轴向刚度两个因素对锚固性能的影响规律.本文提出的解析模型对存在完全脱粘现象的锚固界面传力过程分析具有广泛适用性,能够为土遗址锚固工程设计提供参考与指导. 展开更多

关键词 锚固 界面 剪应力 完全脱粘 粘结–滑移模型 有效锚固长度

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地铁深基坑采用可回收锚索支护的锚固机理研究 被引量：4

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作者 李习伟 王建 李兆平 《铁道建筑》 北大核心 2016年第8期100-103,共4页

可回收锚索的应用不但可以解决普通锚索支护造成的地下建筑垃圾问题,而且不影响邻近地下空间的开发利用,在今后的城市建设中有广阔的应用前景。以深圳地铁3号线停车场深基坑支护使用的可回收锚索为研究对象,建立了数值计算模型,研究可... 可回收锚索的应用不但可以解决普通锚索支护造成的地下建筑垃圾问题,而且不影响邻近地下空间的开发利用,在今后的城市建设中有广阔的应用前景。以深圳地铁3号线停车场深基坑支护使用的可回收锚索为研究对象,建立了数值计算模型,研究可回收锚索对土体的约束作用、锚索周围土体的应力分布以及锚索锚固段的剪力和轴力分布规律。计算结果表明:界面剪应力沿锚固段并非均匀分布,而是呈指数曲线形式,锚固段轴力分布呈单调递减函数形式;随着预应力的增大,锚固体的剪应力和轴力也随之增大,施加预应力的变化并没有改变剪应力和轴力的分布规律。基于计算结果提出锚固段"有效锚固长度"的概念。锚索参数设计应考虑锚固段黏结应力的实际分布状况。最后给出了深圳地铁3号线停车场基坑各层锚索锚固段长度值。 展开更多

关键词 基坑支护结构 可回收预应力锚索 锚固段剪应力和轴力 有效锚固长度

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压力分散型锚索锚固段荷载分布特征的现场试验研究 被引量：7

9

作者 叶观宝 何志宇 +2 位作者 高彦斌 马冬梅 仲伟涛 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3561-3565,共5页

根据压力分散型锚索的设计理念,研究外部荷载作用下锚索锚固段各单元体中的荷载分布特征与有效受压锚固长度,为压力分散型锚索的锚固支护提供设计依据。试验锚索全长为32 m,锚固段长为18 m,各单元体长度均为4.5 m,通过在锚索锚固段安装... 根据压力分散型锚索的设计理念,研究外部荷载作用下锚索锚固段各单元体中的荷载分布特征与有效受压锚固长度,为压力分散型锚索的锚固支护提供设计依据。试验锚索全长为32 m,锚固段长为18 m,各单元体长度均为4.5 m,通过在锚索锚固段安装微型高灵敏度应变传感器的试验方法,得到锚索锚固段的荷载传递规律与分布特征。试验结果表明:依据现有锚索规程中对压力分散型锚索的张拉方法,锚索各单元体并未起到均匀分担外部荷载的作用。随着外部荷载的逐渐增大,位于锚固段中间部位的第2单元体与第3单元体的受荷值要明显高于两端第1单元体与第4单元体的受荷值。锚索锚固段也并不是完全处于轴向受压状态,且各单元体的有效受压锚固长度也并不相等,第1～4单元体有效受压锚固长度分别为1.5、2.9、2.8、4.5 m,有效受压锚固长度整体分布特征表现为第1单元体<第2单元体<第4单元体,而第2单元体与第3单元体的有效受压锚固长度相近。 展开更多

关键词 压力分散型锚索 单元体 受荷值 有效受压锚固长度

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全锚固密集短锚杆在软岩巷道支护中的应用 被引量：2

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作者 翟金腾 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2010年第3期28-31,共4页

针对矿用单体气动锚杆钻机对有效锚固长度在2 m以上的高强度螺纹钢锚杆进行全长锚固时存在的安装工艺上的困难,基于巷道围岩中的主应力差及最大剪应力从周边向围岩内部逐渐衰减的规律,提出并试验了密集短锚杆全长锚固的软岩支护技术方案... 针对矿用单体气动锚杆钻机对有效锚固长度在2 m以上的高强度螺纹钢锚杆进行全长锚固时存在的安装工艺上的困难,基于巷道围岩中的主应力差及最大剪应力从周边向围岩内部逐渐衰减的规律,提出并试验了密集短锚杆全长锚固的软岩支护技术方案,重点提高距离巷道周边1.5 m以内的围岩抗剪能力。采用有效锚固长度1.5 m的MG400φ20 mm高强螺纹钢锚杆,间排距600 mm×600 mm,经过203 d的收敛观测,巷道周边最大相对位移量为100 mm,最终位移速度稳定在0.1mm/d以下,从而证明了全长锚固不需要过长的锚杆。 展开更多

关键词 密集短锚杆 全长锚固 有效锚固长度 主应力差 最大剪应力 软岩巷道支护

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压力分散型预应力锚杆的力学机理研究 被引量：15

11

作者 贾金青 涂兵雄 +2 位作者 王海涛 孟刚 姚大立 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期1320-1325,共6页

通过对压力分散型预应力锚杆锚固段的受力分析,推导出了该类型锚杆的剪应力和轴力分布的解析解。在此基础上,对比了压力分散型锚杆与压力集中型锚杆的受力性能,结果表明,压力分散型锚杆的剪应力和轴力都大幅下降,避免了应力集中。讨论... 通过对压力分散型预应力锚杆锚固段的受力分析,推导出了该类型锚杆的剪应力和轴力分布的解析解。在此基础上,对比了压力分散型锚杆与压力集中型锚杆的受力性能,结果表明,压力分散型锚杆的剪应力和轴力都大幅下降,避免了应力集中。讨论了岩土体的力学参数和预应力对剪应力和轴力的影响,结果表明,岩土体弹性模量和内摩擦角越大,则剪应力峰值越高,轴力衰减越快,且剪应力和轴力分布越集中;预应力越大,则剪应力和轴力越大;黏聚力越大,则剪应力有所增大而轴力有所减小,但影响不大。 展开更多

关键词 压力分散型 预应力锚杆 力学分析 有效锚固长度

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工程锚杆注浆质量无损检测技术研究与应用 被引量：30

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作者 李维树 甘国权 +1 位作者 朱容国 汪天翼 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第S1期189-194,共1页

采用应力波一维波动理论,对清江水布垭工地21根模型锚杆和74根工程锚杆进行了测试与研究,初步形成了工程锚杆无损检测方法,建立了波形特征与锚杆注浆密实度之间的关系,并从锚杆的有效锚固长度、注浆密实度及缺陷大小和位置三个方面评价... 采用应力波一维波动理论,对清江水布垭工地21根模型锚杆和74根工程锚杆进行了测试与研究,初步形成了工程锚杆无损检测方法,建立了波形特征与锚杆注浆密实度之间的关系,并从锚杆的有效锚固长度、注浆密实度及缺陷大小和位置三个方面评价锚杆的施工质量,确定了该工程锚杆无损检测验收标准。 展开更多

关键词 工程锚杆 无损检测 注浆密实度 有效锚固长度 缺陷 验收标准+

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新型化学锚栓在混凝土中的黏结应力分布规律试验研究 被引量：5

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作者 邢国起 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期9-12,16,共5页

基于M16新型化学锚栓锚固于混凝土时受轴向拉力作用下的试验数据,得到了锚栓在不同强度混凝土中沿锚固长度黏结应力变化规律及有效锚固长度与混凝土强度的关系。试验表明:达到极限拉拔荷载时,沿锚固长度的黏结应力在某一长度范围内数值... 基于M16新型化学锚栓锚固于混凝土时受轴向拉力作用下的试验数据,得到了锚栓在不同强度混凝土中沿锚固长度黏结应力变化规律及有效锚固长度与混凝土强度的关系。试验表明:达到极限拉拔荷载时,沿锚固长度的黏结应力在某一长度范围内数值接近相同,且黏结应力大小随着混凝土强度的增大而增大;混凝土强度越高,新型化学锚栓的有效锚固长度呈减小趋势。 展开更多

关键词 新型化学锚栓 拉拔试验 应变 黏结应力 有效锚固长度

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