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摘 要:针对土质地层采用锚杆支护的效果研究,主要是体现在对锚杆滑移量的控制上。通过正交试验设计,研究锚杆长度、钻孔孔径以及锚固剂作用速度对锚杆滑移量变化的影响。并通过极差分析方法,对所得数据进行分析处理,最终得到最有利于减少锚杆滑移量的因素组合,保证最佳的锚杆支护效果。
关键词:锚杆支护;滑移量;正交试验;极差分析
引言
锚杆支护是一种广泛用于基建、水利、道路桥梁等土木各方向的一种支护形式。其支护效果的优劣会直接影响工程质量安全。其中,在土质地层中使用锚杆支护,锚杆在土层中的相对滑移量是评判其锚固效果的重要指标。影响滑移量的因素有很多,主要是与锚杆自身参数、施工工艺以及锚固剂种类及参数有关。结合前人的研究成果,从不同的方面选取具有代表性的影响因素,研究不同因素变化水平下对锚杆滑移量的影响。
本文将通过一组正交试验研究,运用数理统计方法,分析得出各因素对锚杆滑移量的影响,并得出最有利于锚杆支护效果提升的最佳因素组合。
1.試验方案设计
试验采用正交试验方法进行设计,首先先确定本次试验的目的与测试指标。目的是为了得到最有利于锚杆支护效果提升的最佳因素组合,试验测试指标为锚杆与土层的相对滑移量。再确定与试验目的相适应的因素与水平。经研究后确定为三个因素,分别是锚杆的长度、钻孔的孔径以及锚固剂作用速度。每个因素包含四个变化水平,即锚杆长度取3000mm、4000mm、5000mm、6000mm,钻孔孔径取80mm、100mm、120mm、140mm,锚固剂作用速度取超快速、快速、中速、慢速。因素水平表如表1所示:
由上,可知本试验为三因素四水平试验,查阅正交试验表可知,本试验可由L1645正交试验表进行,具体的试验组水平组合按表2所示。
2.试验准备与测量
试验除锚杆长度、钻孔孔径以及锚固剂作用速度这三个因素按表2进行变化,其他条件均保持一致。锚杆形式均为端承型锚杆,选用同种锚固剂,采用的锚杆体为同一种材质且杆径相同的金属杆体。在同样的施工工艺下,将各组锚杆按要求安装到围岩地质情况一致的位置。钻孔方向与沿途层竖向呈25°夹角,每次钻孔后及时进行清理,保证锚固强度发育完全。
为测量锚杆与土层的相对位移,采用磁力位移计进行测量。将液压穿心千斤顶置于实验处岩体层平面,使用磁力位移计测量锚杆相对位移量。
自锚杆植入之后开始进行测量,保证在每天的同一时间进行读数,直至位移量稳定。经过试验后发现,基本上在锚杆植入后60天以内,滑移量得以稳定。故记录各组试验在锚杆植入后第60天的位移值作为滑移量。各组所得数据按表2所示。
3.数据分析
根据表2中数据,为分析其各因素对滑移量的影响程度,决定采用极差分析方法进行处理。极差分析表如表3所示:
通过数据处理分析,得以上三个因素中,存在 ,换言之,即试验中的三种因素对锚杆滑移量的影响程度从大到小分别为 ,即锚固剂作用速度的影响程度最大,钻孔孔径作用次之,对锚杆滑移量影响最小的是锚杆长度。
4.结论
通过极差分析,得到锚杆长度、钻孔孔径以及锚固剂作用速度这三种因素对锚杆滑移量的影响程度,从大到小排序依次为锚固剂作用速度>钻孔孔径>锚杆长度。
得到这一结论对实际工程的现场施工与设计起到重要的指导作用。即在施工设计过程中,为保证锚固效果,应优先保证锚固剂质量,其次要求开挖钻孔符合施工设计规范,同时满足设定锚杆长度标准。
参考文献
[1]张明义,朱磊,白晓宇,高强,王鹏.钢筋抗浮锚杆外锚固承载性能试验研究[J].土木建筑与环境工程,2016,38(S1):118-124.
[2]方诗圣,宁炜,胡兮.基于正交试验的岩质高边坡锚杆支护优化分析[J].工程与建设,2016,30(01):80-82.
[3]张志强,何本国,李永珑,张光锦,林永鹏.节理岩体隧道稳定性影响因素正交试验及锚杆作用要点研究[J].武汉理工大学学报,2013,35(02):90-96.
作者简介
胡钰、男、1985.02-、工程师、中国水利水电第十二工程局有限公司国际工程公司(公司注册所在地:浙江、杭州);
(作者单位:中国水利水电第十二工程局有限公司国际工程公司)
关键词:锚杆支护;滑移量;正交试验;极差分析
引言
锚杆支护是一种广泛用于基建、水利、道路桥梁等土木各方向的一种支护形式。其支护效果的优劣会直接影响工程质量安全。其中,在土质地层中使用锚杆支护,锚杆在土层中的相对滑移量是评判其锚固效果的重要指标。影响滑移量的因素有很多,主要是与锚杆自身参数、施工工艺以及锚固剂种类及参数有关。结合前人的研究成果,从不同的方面选取具有代表性的影响因素,研究不同因素变化水平下对锚杆滑移量的影响。
本文将通过一组正交试验研究,运用数理统计方法,分析得出各因素对锚杆滑移量的影响,并得出最有利于锚杆支护效果提升的最佳因素组合。
1.試验方案设计
试验采用正交试验方法进行设计,首先先确定本次试验的目的与测试指标。目的是为了得到最有利于锚杆支护效果提升的最佳因素组合,试验测试指标为锚杆与土层的相对滑移量。再确定与试验目的相适应的因素与水平。经研究后确定为三个因素,分别是锚杆的长度、钻孔的孔径以及锚固剂作用速度。每个因素包含四个变化水平,即锚杆长度取3000mm、4000mm、5000mm、6000mm,钻孔孔径取80mm、100mm、120mm、140mm,锚固剂作用速度取超快速、快速、中速、慢速。因素水平表如表1所示:
由上,可知本试验为三因素四水平试验,查阅正交试验表可知,本试验可由L1645正交试验表进行,具体的试验组水平组合按表2所示。
2.试验准备与测量
试验除锚杆长度、钻孔孔径以及锚固剂作用速度这三个因素按表2进行变化,其他条件均保持一致。锚杆形式均为端承型锚杆,选用同种锚固剂,采用的锚杆体为同一种材质且杆径相同的金属杆体。在同样的施工工艺下,将各组锚杆按要求安装到围岩地质情况一致的位置。钻孔方向与沿途层竖向呈25°夹角,每次钻孔后及时进行清理,保证锚固强度发育完全。
为测量锚杆与土层的相对位移,采用磁力位移计进行测量。将液压穿心千斤顶置于实验处岩体层平面,使用磁力位移计测量锚杆相对位移量。
自锚杆植入之后开始进行测量,保证在每天的同一时间进行读数,直至位移量稳定。经过试验后发现,基本上在锚杆植入后60天以内,滑移量得以稳定。故记录各组试验在锚杆植入后第60天的位移值作为滑移量。各组所得数据按表2所示。
3.数据分析
根据表2中数据,为分析其各因素对滑移量的影响程度,决定采用极差分析方法进行处理。极差分析表如表3所示:
通过数据处理分析,得以上三个因素中,存在 ,换言之,即试验中的三种因素对锚杆滑移量的影响程度从大到小分别为 ,即锚固剂作用速度的影响程度最大,钻孔孔径作用次之,对锚杆滑移量影响最小的是锚杆长度。
4.结论
通过极差分析,得到锚杆长度、钻孔孔径以及锚固剂作用速度这三种因素对锚杆滑移量的影响程度,从大到小排序依次为锚固剂作用速度>钻孔孔径>锚杆长度。
得到这一结论对实际工程的现场施工与设计起到重要的指导作用。即在施工设计过程中,为保证锚固效果,应优先保证锚固剂质量,其次要求开挖钻孔符合施工设计规范,同时满足设定锚杆长度标准。
参考文献
[1]张明义,朱磊,白晓宇,高强,王鹏.钢筋抗浮锚杆外锚固承载性能试验研究[J].土木建筑与环境工程,2016,38(S1):118-124.
[2]方诗圣,宁炜,胡兮.基于正交试验的岩质高边坡锚杆支护优化分析[J].工程与建设,2016,30(01):80-82.
[3]张志强,何本国,李永珑,张光锦,林永鹏.节理岩体隧道稳定性影响因素正交试验及锚杆作用要点研究[J].武汉理工大学学报,2013,35(02):90-96.
作者简介
胡钰、男、1985.02-、工程师、中国水利水电第十二工程局有限公司国际工程公司(公司注册所在地:浙江、杭州);
(作者单位:中国水利水电第十二工程局有限公司国际工程公司)