优先土层锚杆围护体设计方案的计算机实现

介绍了土层锚杆围护体（包括墙体和锚杆支护结构）的方案优选计算机系统的功能和特色,讨论了其计算机实现方法,以及利用系统进行以工程要求和工程成本为目标的土层锚杆围护体设计方案优选的思路和方法。     

预应力锚杆在深基坑围护中的应用

通过工程实例，对深基坑围护中土层锚杆的设计、整体稳定分析作了论述，同时对影响锚杆承载力的因素作了分析。     

土层锚固体复合界面单元形式及力学效应研究

土层锚固技术在岩土工程中已得到越来越广泛应用。简单介绍了已有土层锚固界面单元形式的研究现状,分析了土层锚固界面层的特点,提出一种新的复合界面单元,该复合界面单元由接触单元和实体单元构成,其中接触单元作为锚固体与土体之间的滑动摩擦单元,实体单元体现锚杆拉拔时对周围土体的体胀特性。利用ANSYS数值模拟软件,将新的复合单元应用于锚固体与土体之间的界面层,模拟并分析锚杆拉拔时界面层的破坏特征,得到随荷载增大时界面层剪应力分布的变化过程,并将界面层的破坏分为3个阶段,即线性阶段、滑移扩展阶段、滑移阶段。通过土层锚杆原位拉拔试验,得到土层锚杆拉拔的荷载-位移曲线,分析曲线变化特征,并对数值模拟结果进行了验证。     

长春万达广场抗浮锚杆的设计与试验研究

以长春万达广场地下室抗浮锚索工程为例,研究了扩体拉力型锚杆支护在宏观上和微观上的力学作用机理、扩体型锚固体的设计计算、所采用的锚杆扩体部分的扩孔器的内部结构等。在实验结果基础上,得出在土层中采用扩体型锚杆不仅能充分利用土体自身的强度,提高其承载力,改变其锚固体的应力状态,而且能减少锚杆锚固体长度、缩短施工工期、降低工程成本、节约自然资源等结论。最后对扩体型锚索影响承载力的因素、地层适用条件以及它的应用前景进行了探讨和展望。     

锚杆支护及在高承压水土层基坑中的应用

在邻海地区富含高承压水的土层中施工预应力锚杆支护工程的难度很大.介绍了锚杆的构造、作用机理、施工工艺以及决定锚杆施工质量的关键技术.以深圳某商住楼基坑施工为例,探讨了在承压水土层中采用锚杆支护的方法,创造性地提出了"先堵水后注浆"的施工工艺,可供沿海、沿江地区的类似工程借鉴.     

囊式扩体锚杆在宁波地区的现场试验研究

锚杆几何形态对于锚杆承载机制的影响及其在软弱土层中的工作性状一直是岩土锚固工程领域具有争议且亟待解决的问题。采用粗细径比为4.44的扩体锚杆现场足尺试验方法,通过宁波软弱地层的30 m深埋囊式扩体锚杆拉拔试验,获得了一组带有共性的单调上升的锚杆荷载–位移曲线。试验结果表明,深埋扩体锚杆具有卓越的力学特性,位移延性性能也表现出色,即使在大变形区域,锚杆承载力仍然能够持续提升。分析锚杆的荷载–位移曲线、锚杆弹性与塑性变形的试验结果以及对比锚杆极限承载力计算值与试验值,加深了对囊式扩体锚杆独特的应变硬化性状、承载机制和位移控制量值等规律的认识,试验研究结果对大埋深的新型扩体锚杆在宁波地区的推广应用具有指导意义。     

大型锚碇基础围护工程冻结帷幕力学性态研究

冻结围护是利用人工制冷技术,使地层中的水结冰,将天然土层变成冻土作为围护挡土止水的新技术。依据冻结基本原理,在大型锚碇深基础中采用排桩内支撑结构并结合冻结帷幕止水是一种新的基坑围护形式,含水土层冻结后形成的冻结帷幕具有良好的封水性能,冻土墙刚度和强度较原土层有很大的提高且质量易于控制。相对于常规围护工程,冻结围护结构的冻胀力学特性复杂且研究资料贫乏,因此,其力学性状的研究将进一步完善冻结围护技术理论,保障基础工程顺利安全进行。通过对锚碇基础围护工程冻结帷幕温度场-应力场耦合的三维非线性数值模拟分析研究,得到冻结围护工程中冻结帷幕的冻胀力学性状特征,结合大型锚碇基础冻结围护工程实例的现场测试成果分析,验证数值模拟分析方法结果的合理性以及冻结围护技术的可靠性,研究成果将为今后冻结围护技术的工程推广应用提供理论基础。     

苏州地区深基坑锚杆支护的应用实例

苏州地区地层多为粉质粘土夹粉土,含水量较大,呈软塑至流塑状态,对深基坑支护极为不利。苏州世茂运河城深基坑支护工程选用护坡桩＋土层锚杆方案。锚杆设计为三层,间距为1.5m,承载力分别为250、280和220kN,有效锚固段长度分别为13、14.4和14m,杆体选用1860级75mm钢铰线。每层锚杆施工完成后,均进行了验收试验。试验结果表明,各层锚杆的承载力完全满足设计要求,而且安全储备很大,证明锚杆在软塑土层中的应用是可行的。     

土层锚杆抗拔力的影响因素及其计算公式的修正

通过对土层锚杆抗拔力影响因素的探讨,得出土层锚杆抗拔力设计值的较为准确的计算公式,进而可以节省锚杆材料或使锚杆工程更安全。     

锚杆锚固界面荷载传递参数P-S曲线反演法适用性研究

在锚杆受力机理研究中,常采用锚杆拉拔试验所得荷载位移曲线(P-S曲线)进行反演,以确定锚杆界面荷载传递模型的合理性、求得模型的参数。对于自由段不为零的锚杆拉拔试验,锚杆杆体的材料变异性对测试结果有一定影响,且影响随自由段长度增大而变得显著,现有研究从未考虑过。本文根据荷载传递法,推导了荷载位移关系理论模型,然后考虑杆体材料弹性模量的变异性,分析了评价自由段长度对于锚固体顶部位移计算结果影响的方法。最后,基于既有实例,分别研究了土层锚杆和岩层锚杆P-S曲线反演结果受自由段长度影响的程度。研究结果表明,P-S曲线反演方法适用于自由段长度小于5 m的土层锚杆,不适用于岩层锚杆。成果可供基于P-S曲线反演方法对锚杆荷载传递特性进行的理论研究参考。     

河南信息南广场基坑支护技术

河南信息南广场基坑支护工程,分别采用了桩锚支护、微型桩+预应力锚杆复合土钉墙支护和微型桩复合土钉墙支护体系,具体介绍了护坡桩、预应力锚索、微型桩、预应力锚杆、土钉墙、花管桩设计施工方案以及基坑监测变形异常后采用的应急处理方案,技术成果为类似工程的设计施工提供参考。     

钢管微桩+锚杆在狭窄场地基坑支护中的应用

在城市建设或工业建筑的改扩建中,经常在有限狭窄场地开挖基坑,为保护基坑周边建筑物和坑内施工作业的安全,基坑边坡必须得到安全可靠的支护。利用钢管微桩＋锚杆联合支护体系能很好地解决有限狭窄场地的基坑支护问题。通过2个工程实例,阐述了钢管微桩＋锚杆联合支护体系设计思路、设计及施工注意事项。     

大跨度地下工程支护结构研究

针对大跨度地下工程结构受力复杂、安全风险高的工程特点,采用理论分析、经验评价、数值模拟的综合评价方法,对某地下实验大厅的支护结构稳定性进行综合评价。通过多种塑性力学计算方法,对比了卡柯（Caquot）公式、芬纳（Fenner）公式、修正的芬纳公式或卡斯特纳（Kastner）公式在具体工程中的应用,优化分析得出适合于硬岩条件下大跨度结构的理论分析方法。采用Q评价系统和工程类比方法,确定了大跨度地下工程锚杆、锚索和喷射混凝土的支护参数,通过相似工程的经验类比,认为锚索长度应不小于跨度的40%。采用三维离散元计算方法对支护结构的稳定性进行数值模拟,数值计算中的岩体采用基于HB强度准则的应变软化模型,结构面采用基于摩尔-库仑强度准则的理想弹塑性模型。通过数值分析,对边墙上部施加3排预应力锚索,边墙变形得到抑制,同时围岩潜在失稳块体数量和范围显著得到有效的控制。通过支护结构的应力分析得出60％的锚杆轴力在2.0～2.25 MN之间,表明地下工程具有良好的安全性。建立了塑性区理论分析、经验类比和数值模拟的综合评价方法,形成三位一体的评价体系,可有效地对大跨度支护结构的合理性进行评价。综合分析可知,支护方案设计合理时,能够有效应对围岩中的块体稳定风险和高应力破坏现象;在局部安全性较差的部位,锚索和锚杆应力水平相对较高,可以考虑对适当降低锚索预张拉力、增加随机锚杆数量。     

Structure Optimization for the Support System in Soft Rock Tunnel Based on Numerical Analysis and Field Monitoring

Optimization of the support used when constructing tunnels in soft surrounding rock has long been a hotspot in engineering. To control the deformation of soft rock and ensure construction safety, this paper proposes a support scheme involving weakening the anchor bolts while enhancing the rigidity and strength of the primary supports. This was realized by combining the large deformations that often occurred during the construction of the Youfangping tunnel of the Gucheng-Zhuxi expressway. Moreover, the scheme was analyzed and compared with the original scheme and one involving weakening the anchor bolts. In addition, the displacement deformations, force conditions on the anchor bolts, development of plastic zones, stress on the shotcrete, and force conditions on the secondary lining structure were analyzed via numerical simulation for the different support schemes. Concomitantly, three groups of experimental sections were selected on-site to monitor and measure the deformations and force conditions of the surrounding rock for these three support schemes. The numerical simulations and field-monitoring results show that weakening the anchor bolts has a small effect on the overall support provided by the support system. However, it can simply the process and reduce engineering costs. Moreover, increasing the rigidity and strength of the initial supports can effectively control the large deformations in the surrounding rock. Therefore, a support scheme in which anchor bolts are weakened while the rigidity and strength of the initial supports are enhanced, as presented in this paper, proves to be feasible method of support optimization. It also provides a useful reference for optimizing other similar tunnels along the expressway.     

影响含硫化物的地下工程围岩中锚固体系侵蚀的主要因素研究(英文)

采用复合式衬砌的隧道及地下工程,锚喷支护系统的耐久性直接影响结构的稳定性和运营年限。锚杆主体属于钢构件,极易遭受侵蚀。从采用复合式衬砌的隧道及地下工程的结构特点可知,对于一定形式的锚杆,所遭受的侵蚀作用主要取决于锚杆与来自围岩的侵蚀性地下水的相互作用。本文探讨了含硫化物围岩中影响锚杆侵蚀的主要因素,描述了侵蚀性地下水的形成,以及锚杆侵蚀作用的物理化学机理,并提出了基于此机理的含硫化物围岩中锚杆使用年限的估算方法。     

地下厂房支护措施经验回归及支护强度判据

恰当的地下厂房支护设计是保证地下工程安全施工和运行的关键工程技术问题。对国内20座跨度在19.2～32.5 m的地下厂房主厂房边墙围岩支护参数展开归纳研究,提出锚杆、预应力锚索的支护强度与围岩强度应力比、厂房跨度的经验公式。研究表明,在强度应力比 <3.0时围岩所需锚杆支护强度将显著提高,支护强度与强度应力比呈现–2次奇异性,当3.0 < < 6.0时围岩所需加固强度呈现非线性递减特征,在 > 6.0时围岩所需锚杆加固强度趋于常值;锚索的支护强度与强度应力比呈负幂指数函数关系,当 < 4.0时锚索支护强度增加显著。研究还提出了支护指数的概念和相应的计算公式,发现这20个厂房的锚杆支护指数和锚索支护指数均分布在1.0左右,因此可将支护指数达到1.0作为实际工程支护设计的参考依据,用以评价围岩支护强度是否合理。     

高压旋喷加劲水泥土桩锚支护技术的应用与探讨

高压旋喷加劲水泥土桩锚是一种新型的、先进的岩土加固与支护技术。结合2个围护桩（SMW工法桩或组合排桩）+高压旋喷加劲水泥土桩锚支护体系在软土深基坑中应用的工程实例,阐明了高压旋喷加劲水泥土桩锚支护技术具有经济性好、施工方便、适应性强等优点,具有较好的综合效益,同时也指出在深厚软土中存在的问题。     

钢锚墩在锦屏一级水电站地下厂房的运用

锦屏一级水电站地下厂房地应力高,分层开挖完成后随着地应力的释放及重新分布,局部岩体出现压碎、层状劈裂破坏,围岩松弛深度及变位不断加深、加大。为了尽快实现锚索锚固支护效应以确保地下厂房洞室群围岩稳定和工程安全,施工时将部分原设计现浇混凝土锚墩调整为钢锚墩进行施工,取得了较好的质量、进度效果。主要介绍了钢锚墩的施工工艺、质量控制要点及其与混凝土锚墩的工效对比分析。     

变尺度混沌优化算法在二密滑坡锚固方案优化设计中的应用

滑坡治理是一个复杂的非线性问题,影响因素众多,各个因素之间相互制约。传统滑坡支护治理方案存在不同程度的浪费,有必要进行方案细部结构的优化设计。基于退火策略变尺度混沌优化算法,对二密滑坡锚固支护方案的锚索结构进行细部优化设计。针对锚固方案,选取锚索布设道数、锚索水平间距、锚索钢绞线根数、锚索锚固角、锚固孔径5个因素作为优化设计变量,以工程造价作为优化目标,同时保证滑坡稳定安全,进行方案优化分析。经过优化后的设计方案造价比规范法设计方案的造价减少33.17%,并且采用优化的支护方案锚固后的滑坡体稳定系数提高,潜在滑动面稳定系数提高3.31％。经过比较分析,混沌优化设计方案更加科学、合理、经济、安全。     

凤城国贸工程超深基坑桩锚支护设计与施工

桩锚支护结构体系是将护坡桩与土层锚杆相结合的一种支护方法,安全经济的特点使它广泛应用于边坡和深基坑支护工程中,但在超深基坑中的应用仍在探索中。在凤城国贸超深基坑工程中,根椐场地的工程地质条件、水文地质条件,充分考虑到周边条件,通过分析论证不同的基坑支护方案,选择技术上可行、经济上合理、整体性能好、同时便于基坑支护开挖及后续施工的桩锚支护体系。然后对基坑支护结构进行了土压力计算、灌注桩设计、锚杆设计、稳定性的验算,并通过后期变形观测,验证桩锚支护型式对于此超深基坑是安全经济适用可行的。