预应力锚索锚固力检测方法分析

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1、万方数据第一章绪论1．1研究背景弟一早三百比根据交通运输部2013年6月公布的《国家公路网规划(2013年．2030年)》，在2013年到2030年问将投资4．7万亿人民币用于发展我国的公路交通事业，到规划结束时，使我国公路网(包括所有公路)和国家公路网(包括国道、国家高速)规模分别突破580万公里和40万公里大关。我国是一个多山的国家，伴随高等级公路建设将出现大量高填高挖路段、高危边坡及环境地质灾害等岩土工程问题。岩土锚固技术作为最直接、高效、经济的岩土工程问题的解决方案，也必将在公路网建设中得到进一步的应用。岩土锚固技术中的锚索依据锚索、被加固岩土体相对滑移和受力情况的差异可分

2、为两类：预应力锚索(PrestressedAnchorRope)和非预应力锚索(Non．PrestressedAnchorRope)。相对于非预应力锚索，预应力锚索的优点显而易见：施工张拉完毕可以及时的为岩土体提供支护抗力，使岩土体处于三轴应力状态之下，充分地发挥岩土体自身的承能力，使岩土体内部可能破裂面、软弱结构层的抗剪强度得到显著增强，从而能有效地控制地层与结构物变形；此外，预应力锚索在张拉工序中能检验锚索承载力，可以保证锚索承载性能满足工程的要求。正是由于这些优点，预应力锚索被认为是解决岩土体问题的最直接、高效、经济的方法，代表了岩土锚固技术未来的发展方向。岩土锚固技术作为最

3、直接、高效、经济的岩土工程问题的解决方案，应用领域广泛，边坡加固工程是其应用最广泛的领域之一。统计数据表明，我国在1993年到1999年的七年之间，每年约3000km-3500km的锚索用于边坡工程与深基坑工程的加固。举世瞩目的三峡水利工程，采用了四千多根设计承载力3000kN的预应力锚索和约十万根高强锚索加固不稳定的块体，提高了边坡的整体稳定性⋯。在世界范围内，岩土锚固技术在工程中的应用如火如荼，但是锚固工程的理论研究和安全理念却相对滞后，这导致锚固工程在施工过程中及运营过程中出现了不同程度岩土加固工程失稳破坏事故。渝黔高速公路重庆段建成通车不到一年时间，多处边坡出现了诸如鼓胀等

4、多种变形现象、混凝土框架梁出现了破坏致锚索外露的现象；贵州贵新一级公路某处锚固边坡坡体及锚孔渗水，使边坡呈现不稳定现象，埋下了安全隐患。在锚索施工过程中，通过张拉设备对预应力锚索施加了数以吨计的锚固力(预应力)，使预应力锚索中蕴含了巨大的势能。如果某一个瞬间万方数据重庆交通大学硕士毕业论文预应力锚索出现了不可控制的破坏，势能瞬间释放，这无异于一个“炸弹”L2J，将给工程造成灾难性的后果，威胁人民群众生命财产安全，损害国家经济利益，破坏生态环境。锚索锚固质量是表征锚索安全性和耐久性的重要指标，而锚索的有效预应力又是影响锚固质量的关键因素。对于预应力锚索结构的预应力(锚固力)检测方法，

5、虽有学者进行了一定的研究13‘5J，但是岩土锚固工程属于长期、隐蔽工程，这给预应力锚索结构有效预应力的检测带来了一定的困难。探索高效、准确、经济实用的检测方法，成为摆在岩土工作者面前的一个课题。1．2预应力锚索简介岩土边坡的稳定性受多个因素的影响，这些因素可以分为三类：坡体形态，坡体土层物理性质，外力因素。坡体形态包括坡体坡度、临空高度、土体裂隙或软弱滑动面发育程度；土层物理性质包括密度、粘聚力、内摩檫角、孔隙率、透水率；外力因素包括孔隙水压力、坡体表面承受的各种振动冲击、各种活载或恒载、温度变化等。诸多影响因素中，坡体裂隙或软弱滑动面发育程度形态是稳定性的最根本影响因素，所有其他

6、因素都是通过增大坡体裂隙、减小软弱滑动面的抗剪强度来影响坡体稳定性的。如果用锚索将潜在剪切面以上的部分同剪切面以下的基岩锚固在一起，则边坡的稳定性可大大提高。对锚索施加预应力能显著提高坡体裂隙或软弱滑动面上的摩阻抗滑力，因而能直接抵抗边坡的位移，增强坡体稳定性。1．2．1预应力锚索分类锚固结构体系一般可以分为三个部分：内锚固段(Anchorfixedlength)、外锚固段(Anchorhead)和自由段(Anchorfreelength)，这三部分在锚固结构中起到不同的作用。内锚固段也叫锚根，一般在岩土体内部，由束体、粘接剂构成，是锚索给被加固岩土体施加预应力作用的锚索部分；外锚

7、固段也叫锚头，一般由混凝土框架(墩垫)、锚垫板、锚夹具构成。外锚固段将束体与被加固岩体(或结构物)紧紧的连接起来，并保护束体免受外界的侵蚀作用；自由段是内外锚段直接的部分。预应力锚索支护结构(图1．1)的多样性和复杂性，使得对其进行准确分类很困难。一般分类如表1．1所示：万方数据第一章绪论表1．1预应力锚索分类序号分类标准类别说明I预应力锚索束体材料为高强钢丝、钢绞线l束体材料JI预应力锚杆束体材料为各类钢筋I临时性锚索小于2年2工作年限II永久性锚索大于2年内锚段与