预制高强预应力混凝土格构试验与数值模拟研究

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1、36探矿工程(岩土钻掘工程)2012年第39卷第12期预制高强预应力混凝土格构试验与数值模拟研究王全成(中国地质科学院探矿工艺研究所，四川I成都610081)摘要：概述高强预应力?昆凝土格构锚固的优点，建立起锚墩的三维有限元计算模型，通过有限元模拟及室内试验对比研究，探索构件的受力机制、变形及裂缝的发展过程，论证使用ANSYS软件设计预应力混凝土构件的有效性。关键词：高强预应力混凝土格构；三维有限元；裂缝；锚固；地质灾害治理中图分类号：P642．22文献标识码：A文章编号：1672—7428(2012)12—0036—04P

2、re-castHighStrengthPre-stressedConcreteLatticeTestandtheStudyonNumeHc~Simulation／WANGQuan—cheng(TheInstituteofExplorationTechnology，CAGS，ChengduSichuan610081，China)Abstract：Theadvantagesofanchorframelatticeareoverviewedandthethree—dimensionalfiniteelementcalculatio

3、nmodelofanchorpierisestablished．Throughthecomparativestudyonfiniteelementsimulationandindoorexperiment，mechani—calmechanism，thedevelopmentofdeformationandfractureareexplored．TheeficiencyofANSYSsoftwareapplicationinthedesignofpre—stressedconcretemembersisdemonstrate

4、d．Keywords：highstrengthpre—stressedconcretelattice；three—dimensionalfiniteelement；fracture；anchorage；geologicalhazardcllntro】格构锚固作为一种常用的地质灾害治理技术在表1预制格构室内试验工作量统计表我国滑坡灾害治理与边坡防护工程中得到广泛应用。但由于采用现场配筋和现场浇筑形式，需在现场进行支模、配筋、浇注及养护等工序，施工周期长，工艺复杂，无法满足突发滑坡灾害快速加固的需要。在日本，预应力混凝土框架锚固

5、施工技术已比较成熟，已成功应用于典型工程实例。该技术由预制预应力混凝土框架与灌浆锚索(杆)组合而成，具有现场安装后可马上以设计锚固力锚固，大大缩短工期，预应力框架具有截面性能好，能够降低部件厚度，不易产生裂纹，同时表面美观，增大绿化面积等优点。因此，开展预制高强预应力混凝土格构相关研究与注：I型结构为十字型，Ⅱ型结构为加强型。工程应用有着重要的理论意义与工程意义。1试验概况本次预制高强预应力混凝土格构试验所属项目为西部复杂山体滑坡快速加固技术研究，为方便对比研究，室内试验完成不同设计锚固力(1000和1500kN)、不同砼标

6、号(C40、C50、C60)、不同断面尺寸(4种)、不同格构型式(2种)的预制锚墩共12组36套(如表1所示)。预制锚墩的2种结构型式，一种是十字形，另外一种是加肋的(如图1所示)。图1预制格构俯视图收稿日期：2012—07—03；修回日期：2012—12—13基金项目：地质调查项目“西部复杂山体地质灾害成灾模式研究”(1212011014023)作者简介：王全成(1974一)，男(汉族)，四川人，中国地质科学院探矿工艺研究所高级工程师，水工环专业，从事探矿工程技术研究工作，四川省成都市一环路北二段1号，wa“gquanch

7、e“gl@126．corn。2012年第39卷第12期探矿工程(岩土钻掘工程)39l＼比较图9与图6，可以发现在第二种支撑方式¨从图㈤㈤11、图12可以看出，在安全系数为1．1下，下，当施加荷载为700kN时，构件斜面将产生斜裂悬臂梁模式时，构件跨中扰度为0．13mm

8、中曲线有一个转折点，对应的荷载为条件荷载为700～800kN的作用下继续发展而形500kN，而通过数值计算与试验结果分析，500kN成。700kN可以视为构件在支撑方式二下的临界恰好是混凝土出现微裂的点。图12中的转折点为点，而800kN时构件已不能正常工作。600kN，是裂缝继续发展开始