TKM全螺纹纤维增强树脂锚杆工程应用试验分析.pdf

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1、TKM全螺纹纤维增强树脂锚杆工程应用试验分析周世国一(1．中国核电工程有限公司郑州分公司岩土所刘斌22．攀枝仡十九冶勘察设计研究院有限公司)摘要：TKM树脂锚杆作为一种新型的锚杆主筋材料，在国外已经较广泛应用．在国内II前应用比较少。本文通过室内试验对TKM杆体和传统钢筋杆体进行实验对比，得出：TKM空心杆体与实心杆体擗裹力相当．TKM杆体足能作为杆体材搴}麻用。通过本文研究．为工程推广应用做铺垫。关键词：TKM：树脂锚杆；主筋；应力应变曲线l引言TKM全螺纹纤维增强树脂锚杆是以纤维为增强材料，以合成

2、树脂为基体材料并掺入适量辅助剂。经连续拉挤成型并加以必要的表面处理生产而成。由于不饱和树脂具有良好的化学防腐性能和质轻强度高的特性，能使其在恶劣的自然环境(酸性，碱性，高水份)下确保其锚固强度．适用于煤矿矿井中的煤帮支护，准采巷支护．岩壁支护等，也可以用于隧道，地下工程中的支护锚固，已经在国外矿山、隧道、公路边坡支护中得到了较广泛地应用，在国内目前应用还非常少。本文通过室内试验对该杆体进行研究，确定该杆体的力学性能．并与传统钢筋杆体相对比的优劣性，为推广应用做研究。2树脂锚杆优点①成型技术、成型工艺先

3、进，杆体采用连续成型工艺生产；②杆体等强、杆体抗拉强度500MPa以上；③杆体轻，是相同规格金属杆体重量的25％，运输方便．大大减轻了工人的劳动强度：④阻燃、抗静电、易切割而不会产生火花，可用机械直接切割，不导电，不导热，耐冲击性能好；⑤耐腐蚀性强。可抵抗氯离子和低DH值溶液的侵蚀，在淋水、酸性较大的工况下使用不锈蚀，可靠性好：⑥可以替代金属主材．节约资源。3室内试验研究锚杆破坏形式通常有以下四种⋯：①锚拉杆被拉断；②锚拉杆从筋浆界面处脱出：③锚固体从浆土界面处脱出：④连锚带土～起拔出。当主材采用树脂

4、锚杆时，研究的重点主要为第一和第二类问题。第一类问题研究主材的自身物理力学问题，第二类问题研究锚杆与砂浆的握裹力问题。3．1握裹力试验研究试验进行研究是必不可少的，在试验过程中，砂浆采用M30水泥砂浆，试模尺寸为100xlOOx200mm，锚杆与砂浆粘结长度200mm，在油压式万能材料试验机Wl一100进行试验．模型如图l所示。实心锚杆直径25ram，空心锚杆外径：25ram．内衽]2ram(如图2)。图l‘I、KM锚杆图从实心锚杆握裹力试验曲线可以看出：在15kN加载前．曲线没有出现．而在LSkN以

5、后，表现曲线随着时间增加基本呈线型增加关系，曲线在局部出现跳动。这主要是由于试验机夹具与锚杆主筋出现轻微滑动；在35kN左右直线下降，表明锚杆与锚同体脱落(如图3)。从空心锚杆握裹力试验曲线可以看出：空心锚杆与实心锚杆室内试验曲线基本相同，握裹力与实心锚杆相当(见表I)。3．2锚杆应变数据(如图4)当锚杆主筋采用钢筋时，应力应变曲线图如上图。钢筋在达到屈服之前，应力应变为一理想直线．达到屈服强度后应力应变关系曲线成上升趋势，达到极限强度，极限强度后，曲线随之下降，产生颈缩现象。直至钢筋被拉断。3．3锚

6、杆破坏分析生哑业业叠e坐啦jk坐jkj蕾妇jk■}蕾}坐j●}业j釜jkjkjk、●譬誓}jkj盘：坐jk簟■e誓ej■蕾t誊e坐jk业簟盥誓t!I譬★蛳业坐业jk坐充分考虑工程勘察中提出的结论和建议，工程勘察工作为该工程的设计、施工工作提供了坚实的理论依据．为该工程的顺利进展提供了可靠的保障，主要采取的针对性措施及效果如下：(I)针对地下水控制问题，在施工图设计中进行专门的施工降水设计，在基坑边线5m外双排布设降水管井共12口．设计管井孔径为329mm、设计管径为219ram，深度以进入中风化花岗岩

7、为控制条件，在基坑开挖期问进行降水施工，取得预期的良好效果，降水井中的地下水位在基底高程以下约1．2．I．8m．基坑无积水现象，基底稳定。(2)针对基底抗隆起失效问题，在基坑支护设计中改变原设计意图，注意提高支护结构刚度，把原拟用的钢板桩支护方案更改为钻孔灌注桩护壁方案．设计桩径为800ram。并加大护壁桩的嵌入深度．桩端进入基底标商以下不小于4m；同时在施工中注意减少槽边施工荷载(如严禁坑边弃土、采用长臂挖掘机最大限度地远距离作业等)。以上方案的实施使该工程基础施工得以顺利进行，为该工程乃至整个防洪

8、工程的如期完工创造了有利条件。(3)针对工程勘察报告中的各桩型方案的比较与分析，设计部门采纳了勘察推荐方案，采用钻孔灌注桩基础，设计桩径为1000mm，桩端持力层为卵石⑧，桩端进入持力层不少于2m。基桩的竖向承载力设计值为1500kN，桩基施工后抽取2根基桩采用高应变动测进行单桩竖向极限承·214·载力标准值Q．的检测，其Q。值均在3000kN以上，满足设计要求。j6几点体会(1)在水闸的工程勘察过程中，由于基坑开挖深度一般较大，应充分考虑地下水的影响与