破碎岩质边坡锚固技术研究
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摘要
预应力锚固技术在近代岩土工程中得到了广泛的应用,取得了巨大的成功,相应的理论研究也获得了很多的成果,但由于实际岩土工程中的复杂性,其预应力锚固技术还存在着一些问题不是很明确,诸如预应力锚固作用机理及群锚效应、锚索预应力的损失规律、外锚头受力体系、边坡破坏过程中预应力锚固体系的工作状态等。
针对目前预应力锚固技术中存在的一些问题,结合金丽温高速公路K81高边坡预应力锚固工程,采用地质调查,现场监测,试验研究,数值模拟,理论分析等多种手段和方法,对破碎岩质边坡中预应力锚固技术的机理和应用进行了研究和探讨。
通过对边坡破碎岩体的空间分布和成因类型进行研究,分析边坡潜在的变形破坏方式,评价边坡的稳定性,分析控制边坡稳定性的主要因素,为边坡治理设计提供可靠依据。
采用物理模型试验对锚固效应进行了探讨,得出了张拉过程中的相互影响规律,锚索预应力长期变化规律,以及坡体内部土压力的响应规律。对锚固体系在受到坡体后缘下滑力作用下体系响应的试验研究表明,锚固体系在边坡下滑力作用下的工作状态具有空间效应,同时也了解了坡体内部滑面上正应力的变化规律。对坡体内部出现强渗流的情况下锚固边坡的破坏性试验表明了锚固体系对边坡的增稳效果。
通过正反演数值模拟,揭示锚索的加固机理,建立了破碎岩质边坡锚索加固治理设计的技术体系,提出了设计准则。
通过现场的对锚索预应力的监测,对锚索预应力短期变化规律,长期损失规律,以及在降雨作用下锚索内力变化规律等进行了探讨,得到了锚索预应力损失变化的一般规律。并对受坡体介质材料蠕变影响的锚索预应力长期损失规律进行分析。建立了锚索预应力受坡体介质材料蠕变影响的长期变化规律。
通过对锚固工程中锚墩加框格梁的外锚头受力体系进行分析,探讨了其受力机制,讨论了锚墩框格梁体系的受力计算方式。并对现场监测数据进行反算,对不同岩性条件下的弹性地基反力系数提出了参考取值。
Slope reinforcement with prestressed anchor has been widely used in rock and soil engineering, which has been proved successful, the same was its theory. But due to the complexity of rock and soil engineering, its technique still had some problems, such as anchorage effect, anchorage mechanics, prestress loss rule, analysis of outside bearing system, and working status of prestressed anchor on the cracking of the slope.To the problems of slope reinforcement with prestressed anchor, combined with the practical slope reinforcement project of K81 high slope of Jinliwen express way, by means of geological investigation, in-situ testing, physical and numerical modal simulation and theoretical analysis, the use of prestressed anchor, its effect and mechanics in cracked rock slope were studied.By the investigation and analysis of distribution and cause of cracked rock, the latent landslide mode was analyzed, the stability of the slope was estimated, and the main factor to influence the slope stability was found, which provided credible basis to the design of slope reinforcement.With physical modal simulation, the anchorage effect was analyzed, the interaction of multi anchor, prestress loss process of the cable, stress distribution in the slope on and after tensioning were studied. Physical modal was designed to simulate the push on back of the slope to research the working status of the reinforced slope with prestressed cable. In this experiment, the displacement of the slope as well as the cable prestress and soil stress was measured, and their change rules were obtained, then the working status of the slope under push on its back was studied. The devastating modal under strong seepage in the slope designated the increase of stabilization to the slope by the prestressed anchor.By numerical simulation, the mechanics of prestressed anchor was found out, and design rule was established.Based on the systematically monitoring and analysis in the project, the prestress loss after lock, short-term, as well as long-term prestess change rules were studied, and also the influence of rainfall to the cable prestress state was monitored and discussed. The common prestress loss rule was found out. Based on coupling of long-term prestress loss of anchor and slope creep, a new mode was built and the theoretical function of long-term prestress variation was put forward. To the outside bearing system of prestress anchor projuects, frame beams with
针对目前预应力锚固技术中存在的一些问题,结合金丽温高速公路K81高边坡预应力锚固工程,采用地质调查,现场监测,试验研究,数值模拟,理论分析等多种手段和方法,对破碎岩质边坡中预应力锚固技术的机理和应用进行了研究和探讨。
通过对边坡破碎岩体的空间分布和成因类型进行研究,分析边坡潜在的变形破坏方式,评价边坡的稳定性,分析控制边坡稳定性的主要因素,为边坡治理设计提供可靠依据。
采用物理模型试验对锚固效应进行了探讨,得出了张拉过程中的相互影响规律,锚索预应力长期变化规律,以及坡体内部土压力的响应规律。对锚固体系在受到坡体后缘下滑力作用下体系响应的试验研究表明,锚固体系在边坡下滑力作用下的工作状态具有空间效应,同时也了解了坡体内部滑面上正应力的变化规律。对坡体内部出现强渗流的情况下锚固边坡的破坏性试验表明了锚固体系对边坡的增稳效果。
通过正反演数值模拟,揭示锚索的加固机理,建立了破碎岩质边坡锚索加固治理设计的技术体系,提出了设计准则。
通过现场的对锚索预应力的监测,对锚索预应力短期变化规律,长期损失规律,以及在降雨作用下锚索内力变化规律等进行了探讨,得到了锚索预应力损失变化的一般规律。并对受坡体介质材料蠕变影响的锚索预应力长期损失规律进行分析。建立了锚索预应力受坡体介质材料蠕变影响的长期变化规律。
通过对锚固工程中锚墩加框格梁的外锚头受力体系进行分析,探讨了其受力机制,讨论了锚墩框格梁体系的受力计算方式。并对现场监测数据进行反算,对不同岩性条件下的弹性地基反力系数提出了参考取值。
Slope reinforcement with prestressed anchor has been widely used in rock and soil engineering, which has been proved successful, the same was its theory. But due to the complexity of rock and soil engineering, its technique still had some problems, such as anchorage effect, anchorage mechanics, prestress loss rule, analysis of outside bearing system, and working status of prestressed anchor on the cracking of the slope.To the problems of slope reinforcement with prestressed anchor, combined with the practical slope reinforcement project of K81 high slope of Jinliwen express way, by means of geological investigation, in-situ testing, physical and numerical modal simulation and theoretical analysis, the use of prestressed anchor, its effect and mechanics in cracked rock slope were studied.By the investigation and analysis of distribution and cause of cracked rock, the latent landslide mode was analyzed, the stability of the slope was estimated, and the main factor to influence the slope stability was found, which provided credible basis to the design of slope reinforcement.With physical modal simulation, the anchorage effect was analyzed, the interaction of multi anchor, prestress loss process of the cable, stress distribution in the slope on and after tensioning were studied. Physical modal was designed to simulate the push on back of the slope to research the working status of the reinforced slope with prestressed cable. In this experiment, the displacement of the slope as well as the cable prestress and soil stress was measured, and their change rules were obtained, then the working status of the slope under push on its back was studied. The devastating modal under strong seepage in the slope designated the increase of stabilization to the slope by the prestressed anchor.By numerical simulation, the mechanics of prestressed anchor was found out, and design rule was established.Based on the systematically monitoring and analysis in the project, the prestress loss after lock, short-term, as well as long-term prestess change rules were studied, and also the influence of rainfall to the cable prestress state was monitored and discussed. The common prestress loss rule was found out. Based on coupling of long-term prestress loss of anchor and slope creep, a new mode was built and the theoretical function of long-term prestress variation was put forward. To the outside bearing system of prestress anchor projuects, frame beams with
引文
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