全长粘结型锚杆锚固性能研究

利用全长粘结型锚杆的Mindlin解,对锚固体的应力分布及抗拔力进行了理论分析,导出了抗拔承载力计算式,并结合新疆高昌故城土建筑遗址保护工程,就影响锚固体应力分布及锚固力的因素进行了探讨.结果表明,锚固体应力不能均匀地分布在锚固长度上,随着荷载的增加,应力分布区域变化不大;锚固长度存在临界值,超过该值时增加锚固长度对锚固力的影响甚微;锚杆直径越粗,锚固体上的剪应力分布越均匀,但工程选用时应结合岩土体特性.研究结果可为全长粘结型锚杆加固小型土体的设计理论和施工应用提供一定的数据储备和理论支持.     

工程锚杆锚固质量动测技术

结合锚固体系的锚杆动力学及弹性波运动学理论,分析和评述了锚固体系的振动特征和锚固体系中弹性波传播的能量衰减规律,以及锚杆锚固质量检测的方法、技术与特点;并通过工程检测实例进一步说明,锚杆锚固质量动测技术是一种方便易行,测试精度能满足现场技术要求的方法,具有较为广阔的应用前景。     

动荷载作用下边坡锚固系统合理设计探讨

爆破、地震或列车振动等动荷载作用下,边坡锚固系统易产生锚筋松弛、夹具损伤、注浆体拉裂及界面粘结失效等情况,影响其预应力赋存状态、加固效果和耐久性。基于动荷载作用类型和锚固系统动力响应特征分析,提出了动载下不同地层内的锚固段合理结构设计方案和锚筋抗拉安全系数及锁定荷栽的建议。动载下自由段（外锚固段）宜设计为全粘结型或增设多级反锚装置,形成岩土自锁锚固,以控制预应力损失和防止诸头或自由段破断造成突发性灾害;在水泥基灌浆体中掺入钢纤维或树脂纤维,可改善锚固体抗裂性能,提高其抗疲劳和抗冲击能力;建议优先采用防腐性能卓越的填充型环氧涂层钢绞线,以提高锚固体在动载破裂时的耐久性。     

高速公路锚杆锚固质量无损检测技术研究

采用LX岩土工程质量检测分析仪,应用声频应力波法,对高速公路路堑边坡锚杆进行无损检测,这对各类锚杆的锚固质量检测和分级是可行和有效的,由于在公路系统锚杆锚固工程锚杆无损检测属首次应用,一些锚杆的锚固体系的无损检测条件不太理想．今后,随着应用的增多,锚杆的设计和施工进一步接近无损检测条件,相信声频应力波法对锚杆锚固质量的无损检测及高速公路的建设会提供更好的质量保障。     

渗流作用下河岸深基坑支护结构稳定性分析

河水径向渗流会对河岸基坑稳定性及支护结构内力产生显著影响。以某深基坑工程为背景进行了三维流固耦合数值模拟分析,研究了渗流对深基坑土体及支护结构受力与变形的作用规律。研究结果表明：1初始水位时,渗流作用对土体水平应力与土体剪应力的影响较小,但水位上升后,坑底处土体水平应力明显增大,在坑壁拐角处应力集中现象突出,土体剪应力在开挖面以下的底脚处最大;2土体水平位移与竖向位移均在水位上升时呈递增趋势;3桩身弯矩与剪力在水位上升初期有较大增加,之后增长速度减小;4上层、下层锚杆的自由段和锚固段轴力在水位上升初期均有明显增加,但之后增加幅度很小;5安全系数在水位上升初期降低较多,之后以较小速度呈线性减小。     

基于双曲线模型的冻土中锚杆荷载传递特性研究

为研究不同冻结温度及含水率对冻结粉土中锚杆抗拔性能的影响,根据冻土与混凝土接触面的力学特性和变形规律,采用双曲线模型描述锚杆-冻土接触面的剪切特性。基于荷载传递法,建立考虑温度和含水率影响的锚杆荷载传递方程,采用有限差分法进行求解,得到锚固段的剪应力、轴力及承载力计算式;通过ABAQUS数值模拟验证荷载传递方程的合理性,结合算例分析表明：冻土中锚杆抗拔承载力大于常温土,且温度越低承载力越高;在相同荷载作用下,冻土温度越低,轴力沿深度衰减越快,剪应力分布越不均匀;相同冻结温度下,锚杆承载力随含水率的增大呈先增大后减小的趋势;增加锚固体直径能有效地提高锚杆的极限承载力。     

冲击载荷下锚杆-围岩结构冲击失效机制的数值分析

针对冲击地压造成大量锚杆支护结构破坏问题,采用动力数值计算方法,研究冲击载荷作用下锚杆-围岩的动力耦合作用与破坏机制。结果表明:(1)冲击载荷作用下锚杆与围岩振动存在明显的"时差效应",导致锚杆与围岩非同步振动,致使锚固剂承受动态剪切作用。随着锚固长度的增加锚杆与围岩的振动呈同步趋势,削弱了振动"时差效应"引起的锚固剂剪切作用,有效避免锚杆的脱粘滑移失效;(2)随着冲击速度的增大,"时差效应"导致锚杆锚固剂承受动态剪切作用被覆盖,锚杆的破坏失效模式由脱粘或杆体屈服断裂转变为锚杆与围岩统一破坏模式;(3)当冲击载荷频率接近锚固围岩体固有频率时,冲击载荷引起锚杆与围岩共振,锚杆与围岩同步振动速度幅值显著增大,可在相对较低的冲击速度下造成锚杆与围岩整体失效。远离锚固围岩体的固有频率对锚杆-围岩动力相互作用影响较小。     

基于有限元极限平衡法的锚固边坡稳定性分析

在平面应变条件下,采用极限平衡和有限元法对锚固边坡稳定性评价过程的关键问题进行研究。将条分法对锚固边坡安全系数的定义推广到有限元法中,通过弹塑性有限元分析计算结构整体应力场,再结合虎克-捷夫法完成最危险滑动面的优化搜索。以天然边坡、渗流作用下锚固边坡及开挖锚固边坡为例,对比分析了条分法、有限元极限平衡法及有限元强度折减法三者在安全系数大小、滑动面形状、位置及对锚固作用处理上的差异。结合工程实例分析发现:同条分法相比,有限元方法所得到的安全系数更大,滑动面也更深,其中,有限元极限平衡法具有良好的计算精度,而条分法在一定程度上削弱了锚固效应,有限元强度折减法在一定程度上会放大了锚固结构的稳定效果。     

可回收快锚扩体锚杆结构的提出及试验研究

我国是一个多地震国家,地震作用对基础设施的破坏尤为严重,为保护基础设施正常运营和人民财产安全,针对普通锚杆支护结构在地震作用下的不良表现及抢险救灾中不能快速形成锚固力的缺陷。文章结合可回收锚杆可重复利用的优点和扩大头锚杆的锚固优势,提出一种可快速形成锚固力、可重复利用、高承载力等特点于一体的新型锚固结构,并对其构造组成和工作机理进行探讨;结合现场试验对该结构承载能力进行分析验证,结果表明：该结构具有良好的承载能力,有利于保持边坡安全稳定,为该结构的推广应用提供了可靠依据。     

四川西部鲜水河-安宁河-则木河断裂带的地震破裂分段特征

依据多种资料分层次剖析了川西鲜水河 -安宁河 -则木河断裂带的地震破裂分段性及其原因 ,并将该断裂带划分为 12个特征地震破裂段。断裂带上持久性和非持久性的破裂边界各占约 ;持久性及重要的破裂边界可依据断裂几何结构及活动习性标志进行判定 ,它们均以局部体积变化的方式来终止破裂的扩展 ;非持久性的破裂边界则可依据地震破裂与复发行为、断裂现今活动习性空间差异、松驰障碍体与较小尺度几何障碍的复合体等进行判定 ,其位置可随时间变化。地震破裂时间间隔短的 ,相邻破裂的重叠量较小 ;时间间隔长的 ,相邻破裂的重叠量则较     

基于全动力分析法的地震边坡与隧道稳定性分析

目前地震边坡和隧道稳定性分析方法尚有一些不尽如人意的地方,如地震边坡的破裂面假定为剪切破裂面,这与汶川地震边坡破坏现象不符;地震边坡稳定性分析采用时程分析法,假定在某一时刻加速度作用下,将其作为静力问题来计算边坡稳定安全系数,没有充分考虑加载的动力效应;同样,未考虑地震作用下隧洞围岩的拉破坏,对隧洞围岩破坏缺少动力稳定性标准,也不能充分考虑隧洞围岩与衬砌的动力效应。为此,基于有限元强度折减法,提出了一种完全的动力分析方法——强度折减动力分析法,计算中同时考虑剪切强度和抗拉强度参数的折减,并采用计算不收敛和位移突变综合判断边坡和隧道是否动力失稳破坏,以极限状态时的强度折减系数作为地震边坡和隧道的动力稳定系数,由此获得拉、剪组合破裂面与全动力稳定安全系数,充分考虑了动力效应。     

地震激励作用下锚固系统研究现状

地震激励作用下,柔性的锚杆支护体系与刚性的滑体合而为一,刚柔并济,协调系统位移与应力,主动抗震抗滑。基于以上优势,锚固边坡在高烈度地区广泛应用,其动力稳定性也成为近年来岩土工程领域研究的热点。通过分析锚固边坡的浅表动力效应、锚固体的动力响应、锚固体的破坏模式、锚固体的抗震机理及设计方法等4个方面发现,浅表动力效应研究和锚固体的动力响应分析研究成果相对较多、较成熟,但大都局限于位移、加速度、应力等单因素的分析,并没有具体到整个系统的动力响应过程;指出今后的研究方向更应趋向于整个锚固系统的动力响应过程、抗震机理及抗震设计理论,才能更好地为工程服务。     

木质锚杆加固土遗址边坡的稳定性分析

基于有限元强度折减法,以新疆吐鲁番交河故城的典型工程加固剖面为实例,计算分析木质锚杆加固土遗址坡体在静力、地震作用下的安全系数,同时分析木质锚杆长度、锚固角度等因素对其安全系数的影响,评价木质锚杆加固土遗址坡体的可行性,并在此基础上探讨其相关机理及设计中应注意的问题。研究成果可为木质锚杆加固土遗址坡体的相关工程实践提供参考。     

由余震分布确定大地震子断层及其参数的模糊聚类方法

大地震的破裂过程一般涉及多个断层的活动, 发震断层并非是单一断层平面, 而是由多个断层平面组合而成． 利用成丛小震发生在断层面附近的原则, 假定震源点围绕子断层面中心服从三维正态分布, 使用GK模糊聚类方法结合主成分分析给出了一种可以重构活动断层网络三维空间结构的新方法.该方法首先对全部震源点目录使用GK模糊聚类方法得到它的划分矩阵, 再利用划分矩阵及合适的阈值, 剔除离群震源点, 提取出平面型分布的子类, 最后对每个子类在三维正态分布的假设下确定断层面分布的95%置信矩形断层区域位置、 走向角和倾向角参数.当给定地震目录事件后, 可以给出符合假设的一系列最优断层面区域, 每个子断层由它的中心位置、 长度、 宽度、 走向角和倾角所刻画.为检验新方法的性能, 先进行计算机仿真, 结果显示算法可成功地重建模拟地震目录的断层部分.最后将新方法用于南加州兰德斯(Landers)地震部分余震精确定位数据中, 得到的重建结果与已知的研究结果比较吻合, 说明了新方法的有效性.      

基于相对质心震中的地震破裂方向性测定方法研究:以2008年云南盈江MS6.0地震为例

地震破裂方向性参数包含了断层几何形态、破裂长度等信息,对于地震灾害评估、孕震机理研究具有重要意义.但是基于点源近似的震源矩中心张量机制解(CMT)或断层面解(fault plane solution)只能给出两个节面,无法确定破裂断层面.本文提出一种基于质心与起始震中的差异确定发震断层的方法,该方法利用P波到时来测定主震与参考地震间相对起始震中,同时利用波形反演震源机制过程中的主震时移与参考地震时移之差测定相对质心震中,在假定单侧破裂的情形下,根据时移之差随方位角的变化推断破裂断层面.本文使用该方法研究了2008年云南盈江M_S6.0走滑型地震,发现其破裂方向与其他方法结果一致.由于该方法基于相对起始震中和质心震中,可有效削弱速度结构模型不准确以及地震绝对位置误差带来的影响,应可适用于其他类似类型6级左右地震的破裂方向性研究,但仍需进一步工作对其进行验证.     

鲜水河断裂带强震的破裂过程与地震活动

鲜水河断裂带是我国西南地区地震活动最强烈的断裂带。本文通过研究发生在断裂带上强震的震源机制、震源过程、余震分布、地震迁移并结合宏观等震线、地震裂缝分布等资料,研究强震破裂过程与地震活动的关系。研究结果表明:1.鲜水河断裂带的基本破裂方式是左旋走向滑动,强震的压应力主轴存在一致性较好的优势方向,即北东东-南西西方向,且均接近水平。2.用P波频谱及面波方向性函数等研究结果表明,除北西段及南东段几个地震外,七级以上地震及多数六——七级地震的破裂面均为北西向,与鲜水河断裂带的总体走向基本一致。3.1890年以来,鲜水河断裂带强震破裂面展布及1955年以来3.0级以上地震震中分布图表明,在道孚——乾宁间存在的破裂面空段(长约10多km)比1955年以来3.0级以上地震活动缺震段(长约40km)明显的短,这表明1890年乾宁地震破裂面在近期有所愈合。这个缺震段的长度约相当七级左右地震的破裂长度。4.自1890年以来,带上发生的四个七级以上地震有两头迁移的特点。考虑到最后一次七级地震是1973年的炉霍地震,估计下次七级地震的位置在南东段,且在道孚——乾宁间的可能性最大。      

山岭隧道洞口段设置减震层的振动台模型试验研究

为了解减震层在地震过程中对隧道衬砌及围岩仰坡动力响应的影响,针对山岭隧道洞口段开展振动台物理模型试验研究,模型试验按有无减震层分为两组工况。试验结果表明:减震层的存在可以有效减弱洞口段衬砌加速度与位移的放大效应,减弱围岩振动向衬砌的传递;衬砌的应变反应在设置减震层后明显减小,特别是应变反应较大的两侧拱肩和拱脚位置,减震层的设置使衬砌的动应变接近均匀,随着地震次数的增加,减震层并不会失效,减震效率反而会有所增强;而减震层的设置不能改变围岩的加速度反应,坡面随高程的放大效应依然明显,较易发生局部的滑塌破坏,特别是高位滑塌,但坡面均为浅层破坏,不会对衬砌产生附加荷载作用,但需要注意的是滑塌的围岩会掩埋洞口,将严重影响隧道的正常使用。     

基于混凝土细观结构的钢筋混凝土结构耐久性分析

根据观测水平的不同,混凝土的数值分析尺度通常分为宏观、细观和微观三个层次。由于混凝土各相组成材料孔隙结构的差异性,特别是荷载作用下裂缝和微裂缝的出现,进一步增加了混凝土材料的非均匀性,因此采用基于宏观均质假定的分析方法将无法模拟材料的内部结构。在细观层次上,混凝土看作由硬化水泥浆体、骨料及其界面黏结带组成的三相复合材料。基于混凝土的细观结构,本文提出了适用于物质扩散的细观格构网络模型。该模型运用Voronoi技术划分网格的随机性特点,在网络模型中随机产生裂缝的位置及方向,采用不同类型单元来描述混凝土各相组成材料的扩散性能。通过对开裂混凝土内氯离子扩散过程的数值分析表明,基于混凝土细观结构的数值分析方法是开展钢筋混凝土结构耐久性分析的有效手段。     

走滑活动断裂的障碍体与地震破裂的关系

系统收集了中国大陆走滑活动断裂带上障碍体（阶区）与地震破裂的资料,探讨了障碍体止裂尺度与地震破裂的关系及其分段意义。统计分析表明,走滑活动断裂带上地震的震级与障碍体的阶距、阶距与次级段长度具有较好的线性关系。障碍体的阶距可以作为判定地震破裂止裂尺度的极重要标志,是进行破裂分段的前提和基础。     

2014年8月3日云南鲁甸M6.5地震破裂方向性研究

2014年8月3日云南鲁甸发生了M6.5地震,造成了严重的人员伤亡与经济损失.基于近震波形CAP方法反演得到的震源机制解表明此次地震主要为走滑型地震,两个断层节面的走向分别为70°及160°左右.由于震源区构造复杂,分布着不同尺度及走向的断层,仅根据地震断层面解难以确认发生破裂的实际断层.利用主震和参考地震之间的P波到时差及CAP反演过程中得到的时移信息,测量得到了鲁甸地震质心位置与破裂起始位置的差异,确定了地震断层面解中走向为160°的节面为真实破裂面.本文得到的鲁甸地震破裂方向性可为进一步研究该震发震成因提供参考.