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龙门山地区地质构造复杂,山地灾害多发,在防治工程建设中,预应力锚索作为一种主动防护措施,凭借其自重小、施工便捷、抗震性能优越、能与岩土体共同作用等优点成为最经济、有效的边坡防治措施之一。然而,“5.12”汶川地震导致大量已建山地灾害防治工程严重受损,预应力锚索虽抗震性能优于其他防治工程,但在强震作用下依然出现不同程度的震害损伤。因此,全面评估其健康状况,对保证工程结构的安全稳定有着极其重要的实用价值。本文依托国家科技支撑计划“地震扰动区重大滑坡泥石流等地质灾害防范与生态修复”项目,通过资料收集、现场调查、物理模拟试验、结合无损检测等技术方法研究锚索的震害特征及健康诊断指标体系,并采用模糊综合评判法建立锚索健康评估模型。主要成果包括:(1)通过调查研究,总结归纳出地震作用下预应力锚索的失效破坏模式:①内锚固体破坏;②锚索体破坏;③外锚头破坏;④岩体破坏。并将其与天然情况下的破坏模式进行对比,发现三处不同点:①地震作用下,锚索体由于瞬间的强大冲击荷载致使轴向力急剧增大,容易直接拉断破坏,而天然情况下由于斜坡变形发生锚索体拉断破坏的可能性较小;②地震作用下外锚头各部件对地震波响应略有不同,可能产生相对位移致使外锚头失效破坏,而在天然情况下外锚头各部件能够协调受力,破坏原因多为保护层或材料强度不足;③地震作用下边坡岩体可能出现开裂甚至整体滑动破坏,此时锚索可能并无结构上的破坏,而天然情况下边坡岩体出现整体滑动时大多是因为锚索工程已经失效无法继续锚固边坡。(2)采用低周往复加载试验研究预应力锚索在往复作用下的变形破坏规律,可以发现,锚索的破坏形式以锚索体和外锚头破坏为主,在往复荷载下锚索体和外锚头受力集中且破坏时能量较大,而内锚固体若灌浆体强度足够且灌浆密实,本身无质量缺陷,受力响应较慢,能够充分发挥抵抗作用,不容易出现粘结力和握裹力失效现象。最终,得到锚索在往复作用下的变形破坏主要包括四个阶段:①安全阶段:在该阶段内坡体的抗滑力主要由结构面提供,锚索轴向力变化较小,整体位移变化在1mm以内,且随着水平地震作用的不断增大,锚索体锚固段应力集中明显,而自由段变形相应较小;②稳定变化阶段:在该阶段内锚索开始发挥锚固作用且能够抵抗该种程度下的水平往复加载,锚头受力集中,锚索轴向力变化速率加快,预应力逐渐失效,其压缩作用逐渐丧失;③线性变形阶段:该阶段内锚索预应力完全失效,滑体位移和轴向力变化几乎呈线性趋势增长,滑体开始整体松动,此时模型较危险,如不及早治理,可能发生局部或整体破坏;④破坏阶段:滑体整体滑出超过143mm,锚索全部失效。试验发现,上排锚索较下排锚索更易破坏,且锚索在地震作用下的破坏极限值远低于材料本身的抗拉强度。(3)采用宏观—微观—宏观的评价方式提取锚索震害健康检测指标,首先从宏观评价入手,确定震损范围为首要性评价指标(敏感因子),再对单根锚索的健康状况进行评估,结合相应的无损检测手段,对锚索的内部特性进行健康检测,获得单根锚索的健康诊断结果。最后再对所有损伤锚索的损伤级别与分布情况等信息进行综合分析统计,最终确定整个锚索工程的健康状况。