风化岩地基全螺纹玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆承载特征现场试验

玻璃纤维增强聚合物（GFRP）抗浮锚杆是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新型材料,与传统的钢筋锚杆相比,它具有比强度高、耐腐蚀性强和抗电磁干扰能力强的优点。基于6根GFRP抗浮锚杆和4根钢筋抗浮锚杆现场足尺拉拔破坏性试验,研究了中风化花岗岩中GFRP抗浮锚杆的承载特征和界面黏结特性。试验结果表明,抗浮锚杆的破坏形式有2种：锚杆和砂浆界面剪切破坏,砂浆和围岩界面剪切破坏。直径为28 mm 的GFRP抗浮锚杆和钢筋抗浮锚杆的极限抗拔承载力均为225 kN,直径为32 mm GFRP抗浮锚杆极限抗拔承载力为250 kN,能够满足工程实际需要;GFRP抗浮锚杆与砂浆（第一界面）的平均黏结强度为1.50～1.54 MPa;GFRP抗浮锚杆砂浆与围岩（第二界面）的平均黏结强度为0.32～0.37 MPa,略低于钢筋抗浮锚杆第二界面的平均黏结强度;直径为32 mm的GFRP抗浮锚杆第二界面平均黏结强度高于直径为28 mm的GFRP抗浮锚杆。在此基础上,进一步分析论证了GFRP抗浮锚杆的破坏机制,为GFRP抗浮锚杆的工程应用提供了理论依据。     

锚杆在坡残积土中锚固机理的探讨

根据深圳市文锦广场深基坑喷锚支护及锚杆拉拔试验成果，探讨砂浆锚杆和摩擦锚杆在坡残积土中的锚固机理，认为砂浆锚杆锚固力主要取决于砂浆与坡残积土的一系列物理化学作用；摩擦锚杆锚固力主要取决于锚杆与土体间的摩擦力。     

砂浆受腐蚀锚固体的锚固特性试验研究

采用室内加速腐蚀试验方法,研究了砂浆受腐蚀后砂浆锚杆锚固体的锚固特性变化情况。通过对不同腐蚀阶段砂浆锚杆锚固体中锚杆-砂浆界面以及砂浆-基体界面的黏结强度及荷载-位移关系的测试及分析,得到了界面黏结特性随砂浆腐蚀时间的变化关系。结果表明：随着砂浆受腐蚀程度的增加,锚杆-砂浆-基体三者界面间的黏结强度均呈线性下降,锚杆-砂浆界面间剪切刚度随着腐蚀时间的增加而减小,而砂浆-基体界面间的剪切刚度受砂浆腐蚀程度的影响不大,但界面间的化学胶着力会随砂浆腐蚀程度的增加而降低。     

爆破振动对砂浆锚杆的影响研究

爆破振动对锚杆有不利影响,运用应力波理论,并利用波函数展开法,研究了爆炸应力波与锚杆的相互作用过程,给出了爆破振动作用下砂浆锚杆周围砂浆体中的动应力和峰值振速分布情况,比较了不同频率应力波对锚杆的影响,导出了不同频率应力波作用下砂浆锚杆的安全质点振速范围。研究结果表明：入射波频率越高,砂浆锚杆所允许的安全质点峰值振速越大。     

玄武岩纤维与钢筋锚杆锚固性能现场对比试验研究

玄武岩纤维（BFRP）锚杆具有抗拉强度高、耐腐蚀性能好等优点,是岩土锚固结构中钢筋的良好替代品,近年颇受业界关注。通过在黄土地层中开展4组?25 mm BFRP锚杆和钢锚杆的现场拉拔试验,初步研究两种材质锚杆的破坏模式和锚固性能差异。研究结果表明：对于诸如?25 mm类较大直径土层锚杆,拉拔过程中锚固体系的灌浆体内外界面破坏迹象共存,但最终破坏模式受控于灌浆体与土层界面（第二界面）,且BFRP锚杆与砂浆内界面（第一界面）破坏程度明显高于钢锚杆;两种材质锚杆的极限承载力相近,界面黏结强度均随锚固长度的增大而减小;受两种材质锚杆本身的加工工艺和材料力学性能影响,试验中钢锚杆与灌浆体的黏结性能优于BFRP锚杆;相同荷载水平,相同位置处,BFRP锚杆杆体轴力大于钢锚杆,轴力衰减速率略小于钢锚杆;峰值剪应力BFRP锚杆小于钢锚杆。     

锚杆-泡沫铝联合支护防治冲击地压试验研究

冲击地压巷道围岩控制是防止冲击地压发生的重要研究内容。基于冲击地压发生条件、锚杆支护特点和泡沫铝力学特性,提出了锚杆-泡沫铝联合支护冲击地压巷道方法。为了研究锚杆-泡沫铝联合支护冲击地压巷道机制,运用相似模拟理论,对锚杆-泡沫铝联合支护试样的力学特性进行单轴压缩试验研究。研究结果表明:试样单轴抗压强度与其锚杆支护密度成正比关系,与泡沫铝支护厚度成正幂数关系;试样完全破坏所耗散能量与试样支护的锚杆根数和泡沫铝的厚度成正线性关系,剩余能量系数与试样支护的锚杆根数和泡沫铝的厚度成负线性关系;试样弹性能指数与试样支护的锚杆根数和泡沫铝的厚度均成负对数关系,试样冲击能系数与试样支护的锚杆根数和泡沫铝的厚度均成负对数关系。由此可见,随着锚杆支护密度、泡沫铝支护厚度的增加,锚杆-泡沫铝联合支护试样冲击倾向降低,试样完全破坏释放的能量减少,试样发生冲击破坏危险性降低。研究结果为锚杆-泡沫铝联合支护冲击地压巷道提供理论依据。     

围岩作用下锚杆砂浆锈胀开裂过程分析

从砂浆锚杆锚固体自身的特点出发,借鉴钢筋混凝土结构锈胀开裂研究成果,对锚杆砂浆锈胀开裂过程进行了分析。考虑锚杆锈蚀体积膨胀过程,以填充系数表示砂浆开裂过程中锚杆锈蚀产物的损失,建立了锚杆锈蚀后砂浆内部位移模型,以弹性力学为基础,引入围岩参数影响系数概念,对锚杆锈蚀导致砂浆保护层开裂过程以及围岩参数对开裂过程的影响程度等进行了分析研究,并采用有限元分析方法对其进行了验证。理论分析结果表明,因锚杆锈蚀而导致的砂浆保护层开裂以及裂纹的扩展情况均与围岩特性密切相关,砂浆开裂后裂纹会经历一段稳定扩展过程,裂纹的最大稳定扩展半径随围岩参数影响系数的增加而增大,在合适的围岩参数条件下,裂纹可以一直稳定扩展致整个砂浆保护层外壁。有限元分析结论与理论结果一致。     

土遗址加固中GFRP锚杆锚固性能现场试验研究

为揭示GFRP锚杆在土遗址加固中的性能,进而克服现有竹、木、复合锚杆锚固的局限性,拓展该新型材料在古遗址加固中的应用,选择直径22mm和25mm的GFRP锚杆开展了现场锚固测试试验。通过单级和循环两种加载模式,获取了两种杆体的破坏模式与极限锚固力; 在杆体砂浆界面布设应变片,获取了受荷过程中界面监测点剪应变的变化特征与分布规律。结果表明:两种锚固系统均失效于砂浆土体界面,22mm GFRP杆体极限锚固力50kN,而25mm GFRP杆体超过120kN; 从加载端到末端监测界面剪应变呈衰减分布,在较大荷载下由于加载方向与杆体轴向微弱偏离导致局部出现受压现象,试验过程中监测界面未出现脱黏现象。研究表明GFRP锚杆可以部分替代复合锚杆,在土遗址载体加固中具有良好的应用前景。     

岩石锚杆锚固段荷载分布试验研究

岩石锚杆锚固段荷载分布规律是岩土锚固技术的关键问题之一。在拉拔试验锚杆杆体测点应变数值采集的基础上,利用复合幂函数和高斯函数对实测数据进行曲线拟合,获得了临界破坏状态下的锚固段轴力及剪应力分布情况。试验结果表明：岩石锚杆锚固段剪应力的分布集中在锚固段的前部;高斯函数可以较好地描述临界破坏状态下锚杆杆体的轴力分布;界面破坏出现在界面峰值抗剪强度远大于界面所能提供的黏结强度情况下。研究结果为锚杆的设计与计算提供了理论依据。     

国内外岩石锚杆设计之比较

通过对国内外学者在岩石锚杆设计上存在的差异的探讨,认为检测手段的差异是产生认识差异的主要原因.国内锚杆检测将原始地面作为反力装置进行锚杆抗拔试验,千斤顶的反力无形中是对地层施加荷载,使得对锚杆的变形破坏的考虑限制在(1)钢筋或其他材料本身(2)锚固段的砂浆对于钢拉杆的握固力和(3)锚固段地层对于砂浆的摩擦力是否承受极限拉力这3个方面进行考虑,而未能考虑锚固的土体在最不利的条件下需能保持整体稳定性.