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摘 要:结合我国有关企业已经开展的有关压力型锚杆抗拔的实验,再针对基于岩层方面,该实验还是空白的状况,与某大学之前进行的有关传统拉力锚杆和岩层里的压力型锚杆进行抗拔力的对比试验结合,通过研究相关参考文献,并在此基础上加上自己的看法,对压力型锚杆的杆体进行设计,作品用于下面的实验,并在实验中找到了有关P-s的曲线原理,从而对两种锚杆所具备的的荷载传递性进行简单的比较,与此同时,也对影响压力型锚杆的承载力的相关原因进行分析与探讨。本篇文章的研究成果为实际工程里的设计和对压力型锚杆的使用提供一些意见。
关键词:岩层;压力型锚杆;抗拔试验
我国的土木建筑工程中,岩土锚已被广泛的投入使用。并且我国的城市化进程在不断加快,在对基础设施的建设上,施工方对岩土锚的稳固有了一些新的并且是更好的要求,例如:对岩土体的自身强度有了更进一步的调用,在锚杆投入使用时,不会对周边有关地层方面的开发产生影响,锚杆自身要有很大的耐久性等。近些年以来,一种新式的锚杆---压力型锚杆,在我国出现,这种压力型锚杆自身可以克服杆体无法拆除、在防腐性方面的缺陷以及粘结应力的峰值较突出等性能方面的问题,与此同时,压力型锚杆还有独特的传力机制与较好的工作技能。
压力型锚杆的杆体能够将钢绞线开始使用时的拉力通过转化,变成对砂浆体施加压力,将周围的岩土体和注浆体两者间所产生的一个剪切抗力,为锚杆提供所需的承载力。与此同时,当可拆芯式的锚杆完成其使用功能后,在锚杆里的应力钢绞线便可被快速、方便的抽出来,钢绞线抽出后并不会对相邻的地下工程建设形成干扰,当然也不会发生别的情况,例如因为锚杆超越了红线,因此带来对相邻房产的主权产生争议的问题。从另外一个方面来看,以前使用的拉伸型锚杆在使用时,是其杆体被拉,因此会使岩土体与杆体两者间的摩擦力变小,这样一来,就可以对岩土体与杆体两者间的粘结力产生影响,给安全方面留下了隐患,还没有彻底将锚杆的潜力发挥出来。压力型锚杆却与传统锚杆大不相同,压力型锚杆的变杆体单轴方面的受力,是通过三围进行受压,杆体的体积在此过程中会出现膨胀的现象,会从而加大岩土体与压力型锚杆间的摩擦力,从而能够对压力型锚杆的潜力进行充分的挖掘。
1.实验的方案以及目的
在对压力型锚杆进行设计以及将其投入到施工中的过程中,往往会出现些问题,例如:在相同的条件下,将传统的力伸锚杆与压力型的锚杆进行对比,压力型锚杆在抗拔力方面能有多大的提高;被投入到实际的操作中,压力型锚杆会被哪些因素导致破坏,能够采取些什么的措施进行预防等;而若想得到答案,就得通过在现场进行抗拔力实验。此外,我国大部分的针对压力型锚杆的抗拔力实验探究都是在土层方面进行,主要代表区域是重庆地区,下面就通过重庆地区在压力型锚杆的抗拔实验进行研究。
通过翻阅有关锚杆工作的摩擦作用参考书籍,可以将压力型锚杆遭到破坏的情况分为以下几种:
(1)压力型锚杆的承载体前端,出现了局部的水泥浆体被压碎或破坏;
(2)压力型锚杆的钢绞线遭到破坏;
(3)是注浆体与岩土体两者间的滑移通道遭到损毁。
若出现这三种破坏或损毁情况,那么压力型锚杆的锚固体在极限承载力上要满足P≤Fc·fc·a 、是P≤q·π·D·L、又或是P≤Fa·fptk这三个条件,才能预防破坏与损毁。在这三个条件中的f ptk 是指钢绞线的标准强度值,Fc是进行灌浆时灌浆体的受压面积,D是压力锚杆中锚固段的灌浆体直径大小,L是不同的承压区域段落长度,q是对不相同的承压区段进行平均粘结摩擦阻力强度进行测量制定的标准,Fa是压力型锚杆钢绞线的截面积。
上述的三个基本条件中,第一个条件可以采用人为对其进行控制,那么本次试验主要是以二、三条件为理论基础,进行研究。本次的实验一共分为两组进行,每组的压力型锚杆和拉伸力型锚杆各4根,两种锚杆在直径和锚稳固的深度不相同,但是同组的锚杆在锚直径与锚稳固深度方面是完全一致的,这样做是为了方便比较,在同一条件下的锚杆抗拔力的差异。
对于压力型锚杆而言,关键的受力部位是其承载体,对于锚杆的钢绞线所施加的拉力,要想转化成对水泥、泥浆的压力,就得通过承载体,这就要求承载体具备良好的韧性和强度。用于这次研究的承载体,其原材料是厚度为30毫米的钢板,当锚杆的钢绞线穿过30毫米的钢板后,再用P锚将钢绞线固定在钢板上,这样的话,就可以不用将钢绞线进行弯折将其固定,传力会更加直接、更加可靠。
本次实验的方案都是根据相关政府所颁布的文件制定的,并且在实验过程中,也是严格按照方案执行。为了能够使桩体和反力装置、加荷装置以及反力装置两者间紧密贴合,在开始进行实验时,就要对杆体进行预拉的简单测试。
2.对于实验结果进行分析
从本次的实验结果来看,压力型锚杆在岩层中的极限抗拔力比拉力型锚杆要大得多,不但如此,在同等的环境条件下,拉力型的锚杆在800KN的负荷下,就已经被破坏,并且表现出较为明显的破坏特征,亦或是拉力型锚杆的锚头位置移动,主要特征是油泵会出现些回油的特征,这样就不要继续进行加载。当拉力型锚杆的锚头若突然发生增加,并且增加了一个很大的幅度;但压力型锚杆在这次的实验中,所得出极限承载力,是因为通过外面的加载达到了压力型锚杆的钢绞线标准值的0.8倍左右,这样就会停止压力型锚杆的加荷,且还没有较为明显的破坏特征表现出来,因此可以做出一个大胆的猜想,压力型锚杆的极限承载力还可以有一个很大的提高,但是由于种种因素,本次研究就没有达到对压力型锚杆进行明显破坏的目标。
3.压力型锚杆的破坏特点
3.1 对于压力型锚杆的破坏方式进行研究
通过之前的说明,我们便可知道对于拉力型锚杆而言,注浆体之间的抗剪方面的强度和杆体、杆体的抗拉强度等会对锚杆的抗拔力的大小起到决定性作用,但是在一般情况下,杆体的抗拉强度会是较小的一项。但是压力型锚杆与拉力型的却又大不相同,杆体抗拉强度、承载提前的注浆的部分格局的抗压强度并且还有周围岩土对抗剪强度的不同都会影响锚破坏杆的因素。
从压力型锚杆的抗拔实验看,当岩土体的剪切强度和锚杆的稳固体还没有能够完全发挥,从底部进行注浆的物体已经就将其压碎,换句话来讲,当注浆体还没把所有的拉力都传给周围的岩土体时,就已经因为注浆体的底面一些部分的的抗压强度低于岩土体的自身抗剪度 。
3.2压力型锚杆位置移动的特征
依据对一些有关对压力型锚杆的文献和计算来看,压力型锚杆的尾部轴力最大,在往轴心移动时会逐渐减弱。借用这种观点,压力型锚杆的固定端的位置移动特征也是这样,越接近孔口,其轴力几乎为零。
结束语:
时代在不断进步,科学技术不断创新,但是我国对于压力型锚杆的一些研究还是属于空白,因此通过将传统的拉伸力锚杆与压力型锚杆进行比较,发现压力型锚杆的优点,从而大力提倡国家有关人员对压力型锚杆进行更深层次的研究,帮助有些使用压力型锚杆的工业企业,能够正确的使用压力型锚杆,并且将其能量完美释放出来。
参考文献
[1]范景伦,曹虹.压力分散型锚杆技术[J]建筑技术开发, 2001 , 28(1):7-12
[2]刘忠臣.压力分散型锚杆技术[J[包头钢铁学院学报, 2001, 20 (2) : 165- 169 .
[3]陈善缦.卢肇钧院士科技论文选集[M]北京:中国建筑工业出版社, 1997.
[4]程良奎.深基坑锚杆支护的新进展[M]北京:人民交通出版社, 1998 .
[5]顾亮.压力型锚杆的抗拔实验研究[J]工程勘察, 1999, (1) : 10- 12.
关键词:岩层;压力型锚杆;抗拔试验
我国的土木建筑工程中,岩土锚已被广泛的投入使用。并且我国的城市化进程在不断加快,在对基础设施的建设上,施工方对岩土锚的稳固有了一些新的并且是更好的要求,例如:对岩土体的自身强度有了更进一步的调用,在锚杆投入使用时,不会对周边有关地层方面的开发产生影响,锚杆自身要有很大的耐久性等。近些年以来,一种新式的锚杆---压力型锚杆,在我国出现,这种压力型锚杆自身可以克服杆体无法拆除、在防腐性方面的缺陷以及粘结应力的峰值较突出等性能方面的问题,与此同时,压力型锚杆还有独特的传力机制与较好的工作技能。
压力型锚杆的杆体能够将钢绞线开始使用时的拉力通过转化,变成对砂浆体施加压力,将周围的岩土体和注浆体两者间所产生的一个剪切抗力,为锚杆提供所需的承载力。与此同时,当可拆芯式的锚杆完成其使用功能后,在锚杆里的应力钢绞线便可被快速、方便的抽出来,钢绞线抽出后并不会对相邻的地下工程建设形成干扰,当然也不会发生别的情况,例如因为锚杆超越了红线,因此带来对相邻房产的主权产生争议的问题。从另外一个方面来看,以前使用的拉伸型锚杆在使用时,是其杆体被拉,因此会使岩土体与杆体两者间的摩擦力变小,这样一来,就可以对岩土体与杆体两者间的粘结力产生影响,给安全方面留下了隐患,还没有彻底将锚杆的潜力发挥出来。压力型锚杆却与传统锚杆大不相同,压力型锚杆的变杆体单轴方面的受力,是通过三围进行受压,杆体的体积在此过程中会出现膨胀的现象,会从而加大岩土体与压力型锚杆间的摩擦力,从而能够对压力型锚杆的潜力进行充分的挖掘。
1.实验的方案以及目的
在对压力型锚杆进行设计以及将其投入到施工中的过程中,往往会出现些问题,例如:在相同的条件下,将传统的力伸锚杆与压力型的锚杆进行对比,压力型锚杆在抗拔力方面能有多大的提高;被投入到实际的操作中,压力型锚杆会被哪些因素导致破坏,能够采取些什么的措施进行预防等;而若想得到答案,就得通过在现场进行抗拔力实验。此外,我国大部分的针对压力型锚杆的抗拔力实验探究都是在土层方面进行,主要代表区域是重庆地区,下面就通过重庆地区在压力型锚杆的抗拔实验进行研究。
通过翻阅有关锚杆工作的摩擦作用参考书籍,可以将压力型锚杆遭到破坏的情况分为以下几种:
(1)压力型锚杆的承载体前端,出现了局部的水泥浆体被压碎或破坏;
(2)压力型锚杆的钢绞线遭到破坏;
(3)是注浆体与岩土体两者间的滑移通道遭到损毁。
若出现这三种破坏或损毁情况,那么压力型锚杆的锚固体在极限承载力上要满足P≤Fc·fc·a 、是P≤q·π·D·L、又或是P≤Fa·fptk这三个条件,才能预防破坏与损毁。在这三个条件中的f ptk 是指钢绞线的标准强度值,Fc是进行灌浆时灌浆体的受压面积,D是压力锚杆中锚固段的灌浆体直径大小,L是不同的承压区域段落长度,q是对不相同的承压区段进行平均粘结摩擦阻力强度进行测量制定的标准,Fa是压力型锚杆钢绞线的截面积。
上述的三个基本条件中,第一个条件可以采用人为对其进行控制,那么本次试验主要是以二、三条件为理论基础,进行研究。本次的实验一共分为两组进行,每组的压力型锚杆和拉伸力型锚杆各4根,两种锚杆在直径和锚稳固的深度不相同,但是同组的锚杆在锚直径与锚稳固深度方面是完全一致的,这样做是为了方便比较,在同一条件下的锚杆抗拔力的差异。
对于压力型锚杆而言,关键的受力部位是其承载体,对于锚杆的钢绞线所施加的拉力,要想转化成对水泥、泥浆的压力,就得通过承载体,这就要求承载体具备良好的韧性和强度。用于这次研究的承载体,其原材料是厚度为30毫米的钢板,当锚杆的钢绞线穿过30毫米的钢板后,再用P锚将钢绞线固定在钢板上,这样的话,就可以不用将钢绞线进行弯折将其固定,传力会更加直接、更加可靠。
本次实验的方案都是根据相关政府所颁布的文件制定的,并且在实验过程中,也是严格按照方案执行。为了能够使桩体和反力装置、加荷装置以及反力装置两者间紧密贴合,在开始进行实验时,就要对杆体进行预拉的简单测试。
2.对于实验结果进行分析
从本次的实验结果来看,压力型锚杆在岩层中的极限抗拔力比拉力型锚杆要大得多,不但如此,在同等的环境条件下,拉力型的锚杆在800KN的负荷下,就已经被破坏,并且表现出较为明显的破坏特征,亦或是拉力型锚杆的锚头位置移动,主要特征是油泵会出现些回油的特征,这样就不要继续进行加载。当拉力型锚杆的锚头若突然发生增加,并且增加了一个很大的幅度;但压力型锚杆在这次的实验中,所得出极限承载力,是因为通过外面的加载达到了压力型锚杆的钢绞线标准值的0.8倍左右,这样就会停止压力型锚杆的加荷,且还没有较为明显的破坏特征表现出来,因此可以做出一个大胆的猜想,压力型锚杆的极限承载力还可以有一个很大的提高,但是由于种种因素,本次研究就没有达到对压力型锚杆进行明显破坏的目标。
3.压力型锚杆的破坏特点
3.1 对于压力型锚杆的破坏方式进行研究
通过之前的说明,我们便可知道对于拉力型锚杆而言,注浆体之间的抗剪方面的强度和杆体、杆体的抗拉强度等会对锚杆的抗拔力的大小起到决定性作用,但是在一般情况下,杆体的抗拉强度会是较小的一项。但是压力型锚杆与拉力型的却又大不相同,杆体抗拉强度、承载提前的注浆的部分格局的抗压强度并且还有周围岩土对抗剪强度的不同都会影响锚破坏杆的因素。
从压力型锚杆的抗拔实验看,当岩土体的剪切强度和锚杆的稳固体还没有能够完全发挥,从底部进行注浆的物体已经就将其压碎,换句话来讲,当注浆体还没把所有的拉力都传给周围的岩土体时,就已经因为注浆体的底面一些部分的的抗压强度低于岩土体的自身抗剪度 。
3.2压力型锚杆位置移动的特征
依据对一些有关对压力型锚杆的文献和计算来看,压力型锚杆的尾部轴力最大,在往轴心移动时会逐渐减弱。借用这种观点,压力型锚杆的固定端的位置移动特征也是这样,越接近孔口,其轴力几乎为零。
结束语:
时代在不断进步,科学技术不断创新,但是我国对于压力型锚杆的一些研究还是属于空白,因此通过将传统的拉伸力锚杆与压力型锚杆进行比较,发现压力型锚杆的优点,从而大力提倡国家有关人员对压力型锚杆进行更深层次的研究,帮助有些使用压力型锚杆的工业企业,能够正确的使用压力型锚杆,并且将其能量完美释放出来。
参考文献
[1]范景伦,曹虹.压力分散型锚杆技术[J]建筑技术开发, 2001 , 28(1):7-12
[2]刘忠臣.压力分散型锚杆技术[J[包头钢铁学院学报, 2001, 20 (2) : 165- 169 .
[3]陈善缦.卢肇钧院士科技论文选集[M]北京:中国建筑工业出版社, 1997.
[4]程良奎.深基坑锚杆支护的新进展[M]北京:人民交通出版社, 1998 .
[5]顾亮.压力型锚杆的抗拔实验研究[J]工程勘察, 1999, (1) : 10- 12.