砂浆锚杆锚固体耐久性基础研究

《砂浆锚杆锚固体耐久性基础研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、重庆大学博士学位论文砂浆锚杆锚固体耐久性基础研究姓名：徐洪申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：张永兴20090603中文摘要摘要锚杆锚固系统作为现代岩土支护结构的重要组成部分，在社会经济发展中起着重要的作用，因此其工作性能的好坏将直接关系到社会的安定以及人民群众生命财产的安全。然而，由于锚杆锚固体通常处于恶劣的工作环境中，且服役时间较长，因此各国锚固工程中因耐久性不足而导致的破坏甚至失效的事件时有发生，尤其是近年来随着工程规模的扩大以及数量的增多，加之其工作环境的进一步恶化，锚杆锚固系统的耐久性问题更是日渐突出。目前针对工程结构的耐久性，国内外学者做过大量的研究，

2、但所研究的对象主要为地面钢筋混凝土结构，这些结构无论是工作环境还是受力状态均与岩土锚固系统存在明显的差异，因此以往研究的成果不能很好适用于岩土锚固工程，进而开展该领域的研究就显得非常紧迫同时也很必要。本文以国家杰出青年科学基金项目“岩土工程减灾’’(50625824)、重庆市建设科技计划项目“地质灾害防治工程耐久性技术"(城科字2006第62号)以及重庆市自然科学基金项目“在役地灾抗滑支挡结构耐久性研究"(CSTC，2008BB0318)为依托，分别对腐蚀条件下砂浆、锚杆自身性能的退化以及相互之间接触界面粘结特性的变化情况等影响砂浆锚杆锚固体耐久性的因素进行了基础性的研

3、究，具体的工作及成果如下：①针对锚固系统中，腐蚀介质在砂浆中的扩散具有轴对称性且扩散路径长度有限的特点，利用数值分析方法模拟了砂浆锚固体内部腐蚀介质的传递规律，建立了以Fick定律为基础的砂浆内部腐蚀介质扩散模型。并考虑了砂浆开裂对内部介质运动规律的影响，建立了砂浆开裂情况下锚杆周边介质浓度变化规律模型。②通过对无锚杆砂浆试件及带锚杆砂浆试件的同步腐蚀，获得了砂浆强度随腐蚀时间的变化规律，以及砂浆．锚杆界面和锚杆．基体界面的粘结强度和荷载位移关系随腐蚀时间的变化特性，建立了砂浆腐蚀程度与界面粘结强度的对应关系，并考虑了室内试验与自然腐蚀条件的差异，将实验结果进行了推广。

4、③通过对地下水存在条件下锚杆周围腐蚀电位的分析，给出了均匀腐蚀条件下锚杆的腐蚀电流密度，同时考虑了锚杆工作荷载对腐蚀电流密度的影响，建立了均匀腐蚀条件下工作锚杆的寿命计算公式；随后在考虑砂浆有缺陷的条件下，利用砂浆缺陷的几何特征以及阴阳极腐蚀电流密度关系，同时结合锚杆工作荷载在缺陷部位的应力集中，建立了砂浆缺陷条件下锚杆非均匀腐蚀的腐蚀寿命计算模型。④分别对围岩存在不考虑围岩初始应力和围岩存在同时考虑围岩初始应力影重庆大学博士学位论文响两种情况下，锚杆腐蚀体积膨胀导致的砂浆开裂过程进行了分析，建立了适合岩土锚固体特点的锚杆砂浆锚固体锈胀开裂模型，并利用有限元分析方法对模

5、型进行了验证。⑤利用粗糙度系数建立了锈蚀变形钢筋锚杆粘结强度参数随锚杆腐蚀程度的变化关系，并在此基础上采用数值分析方法对不同锈蚀程度下的锚杆在拔出过程中的极限荷载的变化情况，以及锚杆．砂浆界面、砂浆．围岩界面的粘结应力分布随锚杆的锈蚀程度的变化情况等进行了分析，对锚杆锈蚀以及砂浆的开裂对以上结果的影响过程进行了说明。以上研究过程对影响砂浆锚杆锚固体耐久性的各个方面分别进行了分析说明，研究成果以期能为以后展开更深入系统的研究起到抛砖引玉的作用。关键词：砂浆锚杆锚固体，砂浆腐蚀，锚杆腐蚀寿命，最大开裂深度，锚固特性Ⅱ英文摘要AbstractAsavitalpartofmod

6、emgeotechnicalsupportingconstruction,boltanchoringsystemplaysanimportantroleonthedevelopmentofsocietyandecoeomy,SOthedurabilityandsafetyperformancearederectlyrelatedtothestabilityofsocietyandsafetyofpeople’Slifeandwealth．However,becauseoftheadverseworkingconditionswhereboltanchoringsyste

7、malwayslocateinandthelongtermofitsservicelife，casesofdurabilitydeteriorationorevendamagealwayshappen,especially、丽ththeexpandingofengineeringsealandtheincreaseofengineeringquantity,togetherwiththefurtherworseningofworkingenvironment，problemsofdurabilitydamagebecomesmoreand