霍尔锚抛锚深度模型试验研究

河床或海床中会布设光缆、管线、隧洞等结构物,如果该水域上有船只抛锚,就要考虑抛锚对结构物安全的影响。通过模型试验探究了霍尔锚在黏土中的抛锚深度,研究了贯入速度、锚重以及土强度对抛锚深度的影响。在模型试验中,用MEMS加速度传感器捕捉锚在土中运动时的加速度,并由加速度积分得到锚的下落速度及对应的下落位移。模型试验结果表明:当霍尔锚以极限速度贯入软黏土中时,17.8 t锚在强度为7.5 k Pa土中的贯入深度为4.0 m; 42 t锚在强度为8.3 k Pa的土中贯入深度为6.7 m。根据试验结果建立了霍尔锚在土中动力贯入时的运动微分方程,分析了作用在锚上的各项受力,并预测了抛锚深度。此外,根据模型试验结果,建立了抛锚深度和锚的总能量之间的经验公式。     

深水注浆锚设计原理及其承载特性试验研究

海洋能源开发不断向深海迈进,大型深水海上平台对锚泊结构的承载力提出了更高的要求。针对传统鱼雷锚承载比不足的问题,提出了一种新型深水注浆锚。锚体带动连接其尾部的注浆管贯入海床,然后在外部注浆设备驱动下向海床注浆,浆液挤压土体并在锚体周围形成注浆固结块,从而大幅增加锚体抗拔力。采用自主设计的海洋锚注浆和拉拔试验系统进行了模型试验,研究了不同注浆量对浆液扩散特性以及锚体承载特性的影响规律。结果表明：浆液可以较好地包裹锚体,浆块呈倒锥形与锚体紧密黏结为一体,共同承受上部荷载,浆块承载比可达 24.6,远高于传统鱼雷锚的 2.4～4.1,从而验证了深水注浆锚的可行性。随注浆量的增加,浆块端部截面积和整体高度增加,注浆锚整体承载力也不断增大。     

管索组合结构及其力学性能研究

为防止在巷道围岩中锚索发生剪切破断,进一步提高锚索的抗剪强度,自主研发的管索组合结构能更好地提高围岩的抗剪强度及稳定性,该结构主要由C型钢管和锚索组成。在详细介绍了管索组合结构支护结构的基础上,为了更好地研究管索组合结构的力学性能,利用自主研发的新型管索拉剪试验系统分别对不同类型、不同预应力、不同索径的管索组合结构及纯锚索进行了室内力学特性试验,分别从受力?剪切位移曲线特征、支护构件类型影响和支护结构破断模式等方面对比分析了试验结果。结果表明,管索组合结构在剪切过程中经历孔壁岩石自由变形、孔壁岩石压缩C型管、C型管握裹锚索共同变形3个阶段;管索组合结构的剪切破断形式表现为拉伸破断和拉剪复合破断,其峰值剪力与预紧力呈负相关,且与纯锚索相比,管索组合结构的剪切塑性铰的轴向距离较大,管索组合结构的最大剪力、最大轴力以及整体结构变形能力均得到提高,提升率分别达到26.8%、3.5%和7.0%以上。试验结果表明,采用管索组合结构可以有效提高结构面的整体抗剪能力。当围岩发生变形破坏时,锚索与C型钢管的组合结构不仅可以增加整个支护系统的抗剪强度,而且可以同时提高锚索的抗拔能力,从而实现锚索+C型钢管1+1＞2的支护效果,在巷道周围组成有效的围岩承载圈,实现巷道围岩的稳定。     

Influence of spiral anchor composite foundation on seismic vulnerability of raw soil structure

A typical single-layer raw soil structure in villages and towns in China is taken as the research object. In the probabilistic seismic demand analysis, the seismic demand model is obtained by the incremental dynamic time history analysis method. The seismic vulnerability analysis is carried out for the raw soil structure of non-foundation, strip foundation, and spiral anchor composite foundation, respectively. The spiral anchor composite foundation can reduce the seismic response and failure state of raw soil structure, and the performance level of the structure is significantly improved. Structural requirements sample data with the same ground motion intensity are analyzed by linear regression statistics. Compared with the probabilistic seismic demand model under various working conditions, the seismic demand increases gradually with the increase of intensity. The seismic vulnerability curve is summarized for comparative analysis. With the gradual deepening of the limit state, the reduction effect of spiral anchor composite foundation on the exceedance probability becomes more and more obvious, which can reduce the probability of structural failure to a certain extent.     

万福矿深埋大断面T型交叉点高预应力NPR支护机制及应用

为解决深部大断面软岩巷道交叉点大变形问题,以万福煤矿千米深井巷道交叉点为工程实例,首次在巷道支护中运用微观负泊松比（negative Poisson’s ration,NPR）钢锚索。采用室内试验、理论分析、数值模拟及现场试验相结合的方法,分析了深埋巷道交叉点的围岩变形机制,提出了以微观NPR钢锚索为核心的控制对策。通过室内静力拉伸试验对微观NPR钢锚索的力学特性进行研究,结果表明,微观NPR钢锚索拉伸全过程表现为高恒阻,均匀拉伸,无屈服平台,破断时无明显颈缩现象。通过理论推导,基于T型巷道交叉点围岩最大影响范围,建立微观NPR钢锚索支护T型巷道交叉口最大影响范围计算模型。通过数值模拟,再现T型巷道交叉口的破坏演化过程,分析对比普通支护/微观NPR钢锚索支护效果。现场开展支护应用试验与监测,验证了长短微观NPR钢锚索联合支护对策具有良好的交叉口围岩大变形控制效果,为交叉口围岩安全稳定控制提供了新支护材料和支护手段。     

悬臂式支护结构中几种控制变形的方法

悬臂式支护结构是基坑工程中常用的支护形式,多以排桩、地下连续墙、工法桩、钢板桩等形式出现。基坑工程中在条件受限的情况下,无法做内撑,但周边部分建（构）筑物对基坑变形很敏感,需要采取一些辅助措施来控制基坑的变形。结合工程实例介绍了悬臂式支护结构中常用的几种控制变形的方法,包括双排桩外拉、锚杆（索）加固、基坑内斜撑、基坑内土加固、坑内预留反压土等,并对这几种方法的适用范围、技术要求等进行了分析,为今后类似工程的设计施工提供借鉴。     

“反插钢筋笼法”在抗浮锚杆施工中的应用

近年来,抗浮锚杆因其工艺优势及造价优势在基础施工中得到广泛应用。然而在抗浮锚杆施工中,诸多因素也会影响施工效果,如锚杆长度较长、地质条件较差易引起塌孔,传统跟套管锚杆钻机成孔工艺无法顺利施工。北京天利德机电厂房项目在施工抗浮锚杆时,采用了类似"螺旋钻机成孔反插钢筋笼"施工工艺,先注浆后下插杆体,成功解决了塌孔问题,同时节约了洗孔时间,缩短了工期,为类似工程施工提供借鉴。     

公主坟15号院边坡变形分析及防治工程研究

2012年7.21特大暴雨期间,香山街道公主坟15号院边坡出现垮塌并造成了破坏,边坡亟需治理。本文介绍了该边坡的基本特征,分析了边坡的变形情况及影响因素并确定了边坡的破坏模式,并选用瑞典圆弧法评价了边坡的稳定性。根据边坡的实际情况,选择了适于土质边坡防治的新型支挡加固措施一格构锚固工程,并辅以挡土墙工程及绿化工程,作为边坡治理的工程措施。     

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。     

预应力锚索+系统挂网锚杆在人工高边坡支护中的应用

以河北钢铁集团舞钢新建厂区北边坡第4工段支护工程为例,介绍了预应力锚索和系统挂网锚杆的支护结构在破碎的岩石高边坡支护中的应用。