大岗山水电站大坝边坡锚索力学试验研究.pdf

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1、圈豳水利水电施工2010·第3期总第120期大岗山水电站大坝边坡锚索力学试验研究静李睿黄永贵尚德福／(武警水电第三总队)【摘要】本文结合大岗山水电站大坝复杂边坡地质稳定性研究，通过大岗山水电站各种地层地质边坡情况下的锚索力学性能试验以及取得的各项参数，为大岗山水电站边坡锚索设计、施工提供参考。【关键词】大岗山水电站锚索力学性能试验参考袁1单孔多锚头型预应力1工程概况试验锚索拟定基本参数名称参数大岗山水电站大坝两岸山体雄厚，谷坡陡峻，基岩试验锚索吨位(kN)100015002000裸露，自然坡度一般为4O。～65。，边坡岩体风化卸荷较钻孔直径(mm)1l513O14

2、0强烈，边坡开挖设计坡度为1：0．"75～1：0．3，边坡高锚固段长度(rn)拟定5、6、77、8、99、10、11约510m。钢绞线规格及束数1860MPa，7根1860MPa，9根1860MPa，12糯大岗山工程地质条件复杂，岩体风化卸荷严重，边锚头分布3、2、23、3、33、3、3、3坡覆盖层、全风化岩体深厚，高边坡工程稳定性问题较为突出。为了保证边坡稳定，提高边坡整体稳定性，大锚墩尺寸300×800×350×1000×400X1200X(顶X底×高，400450500岗山水电站大坝两岸边坡采取了以预应力锚索为主的深ITEn×mrnXmm)层支护措施，锚索约

3、6000余束。为了优化施工工艺，为施工生产规模化施工积累经验以及为验证锚索设计参数提供参考依据，在工程边坡结合支护施工进行了预应力锚索试验。试验内容主要有锚索力学试验以及施工工艺试验等。针对大岗山水电站坝肩不同地质情况，结合现场情况，选择5个不同岩石类型的典型坡面进行了预应力锚索试验。图1单孔多锚头型预应力锚索施工工艺流程2试验锚索结构根据工程边坡加固的需要，结合工程地质条件及设4试验数据整理与分析计要求，试验锚索形式选择为自由式单孔多锚头防腐型预应力锚索(以下简称“单孔多锚头型”)。工程边坡加4．1锚固浆液配合比试验固拟定的单孔多锚头型预应力试验锚索基本参数见表

4、1。锚固浆液作为锚索锚固力提供的关键因素，对锚索锚索试验选用普通无黏结1860级15．24mm钢绞质量起到至关重要的作用。为缩短锚固段灌浆后的待凝线，钢绞线裸线用7根,／,5mm钢丝捻制而成。等强时间，获得适宜的早强浆液的配合比，以尽量减少对其他施工工序的干扰，对不同浆液的水灰比进行了强锚索试验主要施工方法度试验以及早强剂、减水剂影响试验，试验结果见表2。根据工程需要，综合试验对比分析，使用水灰比为单孔多锚头型预应力锚索施工工艺流程见图1。0．32：1、早强剂2、减水剂o．6的浆液比级。·30·大岗山水电站大坝边坡锚索力学试验研究袁2水泥结石强度试验结果序号水灰比

5、外加剂密度黏度泌水性3d抗压强度(g／cm3)(s)()(MPa)1O．32：12．2145．2膨胀剂(7)20．36：12．1639．53O．32：12．2228046．54O早强剂(2)、．36：1减水剂(O2．15200541．0．6)5O．5：11．824560．32：12．20343．57O．36：12．16437．980．5：11．82904．2锚墩混凝土配合比试验及类比锚墩结构荷构荷载测试试验显示，锚墩强度能满足要求。载测试4．3锚索材料力学强度的利用室内混凝土配合比试验参数见表3。根据设计锚索吨选择钢绞线根数，不同吨位锚索用按照现场锚索试验锚墩尺寸

6、，在室内选取了3件试钢绞线的根数见表5。钢绞线强度利用系数满足规范要求样进行锚墩结构抗压强度试验，试验结果见表4。锚墩结“钢绞线最大强度利用系数不大于75”。表3室内混凝土配合比试验参数配合比外加剂抗压强度(MPa)混凝土等级备注水泥：水：砂：石JM—I减水剂3d7d28dC3O1：0．45：2．4：4．110．7％30．139．648．6锚墩混凝土表4锚墩结构荷载测试数据统计锚墩尺寸锚墩设计荷载试验抗压荷载(顶×底×高，mmXmmXmm)(kN)(kN)备注300×800×4001000315O35O×1000×4501500~4280400×1200×5002

7、000~4280表5钢绞线根数及钢绞线强度利用系数设计工作载荷钢绞线数量理论破坏荷载设计荷载时的强度1．1倍设计荷载时的强度(kN)(根)(kN)利用系数()利用系数(％)100071886．55358150092425．5626820001232346268注钢绞线极限计算破断荷载采用的试验结果为269．5kN。4．4水泥结石体与钢绞线、岩体的黏结强度递增。钢绞线从水泥试验台内滑动的荷载为临界滑动荷试验载，按式(1)计算水泥浆与钢绞线的黏结强度，即4．4．1水泥结石体与钢绞线的黏结强度C-(1)将1根长1．5m的415．24mm、1860MPa的无黏结钢绞线剥去

8、PE套并清