锚索内锚段荷载分布及其随时间变化规律.pdf

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1、第28卷第5期长江科学院院报V01．28No．52011年5月JournalofYangtzeRiverScienCeResearchInstitutervlay2011文章编号：1001—5485(2011)05—0050—05锚索内锚段荷载分布及其随时问变化规律景锋，成传欢。余美万。陈昊，刘元坤(长江科学院水利部岩土力学与工程重点试验室，武汉430070)摘要：现关于预应力锚索的研究多集中在荷载传递与加固机理方面，而对于运行期内锚段载荷分布随时间变化及其与锚索有效预应力的关系研究则较少。基于某水电站预应力锚索现场试验，研究了锚索张拉过

2、程中的内锚头变位与内锚段载荷的非线性传递，及运行初期内锚段载荷分布随时间的调整变化规律及其与预应力变化间的影响。研究发现，拉力集中型锚索张拉后内锚段应力集中现象很严重，运行初期荷载从内锚段起始端向尾部发生了转移和调整，即是在锚索预应力快速下降阶段；但随着锚索预应力的持续降低和趋稳，内锚段荷载从起始端向尾部转移停止，随之沿整个内锚段的受荷均减小并趋于稳定，其后期变化规律与锚索预应力变化规律趋于一致。关键词：预应力锚索；预应力损失；载荷分布；内锚固段；变化规律中图分类号：T、23．24文献标识码：A工作性态，分析所加固岩体的稳定性，以及对改进

3、预应力锚固设计均具有重要的作用。1概述某泄洪建筑物落差达171m，消能防冲采用防预应力锚索因能充分地发挥岩土的自承潜力，淘墙防护形式，最大高度为40m，地层岩性软弱。调节和提高岩土的自身强度和自稳能力，减轻支护防淘墙沿边坡及滑坡体坡脚布置，最大埋深23—结构的自重，节约工程材料，并能保证施工的安全与48in，需采用2000kN系统预应力锚索加固以保证稳定，具有显著的经济与社会效益，已在岩土工程中墙体和坡体稳定。但墙后岩体主要为砂页岩，承载得到广泛的应用¨。力低，鉴于锚固工程的工作性态直接关系到整个工目前许多学者在锚固方面做了许多研究，但关

4、程的安全，需进行相应的锚索试验。于预应力锚索的相关研究多集中在荷载传递与加固结合该工程的锚索现场张拉试验和监测，研究机理方面。尤春安、顾金才、邬爱清和丁秀丽等分别了锚索张拉过程中的内锚段变位、载荷传递分布规基于解析解、试验或数值分析研究了锚索的荷载传律；并首次研究了运行初期锚索的预应力变化规律递和加固机理，研究表明传统拉力集中型锚索内锚和内锚段荷载分布随时间的调整规律，及两者间的段荷载分布极其不均匀J。相互关系。该研究成果可为工程的长期稳定性研究关于锚索的长期稳定性，程良奎从环境腐蚀方提供依据，并为其它类似工程的设计、施工和运营监面研究了

5、锚固工程的长期稳定性"J。陈安敏、朱晗测提供参考。迓和孙红月等对锚索预应力的变化规律进行了分析，并探讨了不同的预应力数学预测模型j。2试验测试方案但目前关于预应力锚索，因试验成本高，测试难度大等，其理论研究则多是借鉴锚杆的研究成果来试验锚索为集中拉力型，采用无粘结双层保护，进行理论探讨，而进行现场试验的还不很多，尤其对以提高锚索抗腐蚀能力。锚索张拉段长30m，内锚锚索的内锚段载荷分布随时间调整变化规律方面的段长10m，设计吨位为2000kN，超张拉10％。现场试验研究更少。因此，进行这方面研究，可了解试验研究内容：张拉过程中内锚头变位以及

6、内和佐证预应力锚索的预应力和内锚段载荷的传递变锚固段荷载分布；锚索锁定后初期预应力和内锚固化规律，以及两者之间的变化关系。对了解锚索的段荷载分布调整变化规律；锚索锁定后初期预应力收稿日期．20lO一05—04基金项目：水利部公益性行业科研专项项目(201001009)、国家重点基础研究发展计划973项目(2ol1CB710604)、中央级公益性科研院所基本科研业务专项资助项目(YWFID10)作者简介：景锋(1974．)，男，山西永济人，博士，高级工程师，主要从事岩石力学及工程安全监测和地应力测试等方面的研究工作，(电话)027—8282

7、9862(电子信箱)i~ing18@163．corn。第5期景锋等锚索内锚段荷载分布及其随时间变化规律51300与内锚固段荷载分布两者之间的变化关系等。250试验方法：通过钢尺量测孔口钢绞线伸长值反推内锚头变位；内锚固段载荷分布通过内锚段钢绞g200线上的应变计测量；锚索有效预应力则通过锚索测暑l5o力计观测。垂100根据传统拉力集中型锚索内锚段荷载分布非线5O性的特点J，将应变计布置在靠近内锚段起始端O050010001500200025003000约4．5m轴力变化大的范围内，另外为了解内锚段张拉载荷／kN轴力有效传递深度，在距内锚起

8、始端4．5m后也布图2锚索张拉载荷与钢绞线伸长关系置了少量测点。内锚段应变计布置具体见图1。Fig．2Therelationshipbetweencabletensionloadandexte