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1、PRESTRESSTECHNOLOGY《》2005年第6期总第53期确定预应力锚索设计参数的优化方法1,2211张发明陈祖煜刘宁赵维炳（1.河海大学土木工程学院南京2100982.中国水利水电科学研究院北京100044）摘要:在水利水电工程建设中，通常采用预应力锚索（杆）加固不稳定边坡以改善其稳定性。然而,至今为止，对预应力锚固的设计大多过于保守，造成过多的工程浪费，锚固设计理论与方法有待于深入研究。通过对影响岩锚设计参数的因素分析，应用优化与决策理论，提出了岩锚设计参数的确定方法，建立了岩锚支护设计决策支持系统RS
2、ASYS，为工程设计人员进行岩锚设计提供了一种新的分析方法。实践证明该方法可行并可获得巨大的经济效益。关键词:预应力锚索最优决策设计参数岩石边坡故障树1.概述固目的可以分析影响岩锚设计参数的主要因素预应力锚固技术是近代岩土工程领域的一有以下几方面。个重要分支，在岩土工程中得到了广泛的应2.1岩体的强度用，并取得了巨大成功。由于在岩土中使用锚岩体的强度决定了岩体与锚固体间的粘结[2]强度，文献通过国内近三十例岩锚加固实例，固技术可以充分发挥岩土自身的能量，积极调系统分析了确定岩体与锚固体间粘结强度的岩用岩土体自身强度和
3、自稳能力、提高施工过程石质量指标法，提供了一套图表。粘结强度是的安全性和时效性、有效控制岩土体及工程结[1]决定内锚固段长度的重要因素。同时,岩体强度构的变形以及显著降低工程造价等诸多优点，也决定了施加预应力大小，岩体强度越高，锚在水利水电、交通、煤炭、冶金等领域深受设下岩体承载力越大，岩体的变形越小，预应力计与施工人员的重视，倍受业主的青睐。目长期稳定性越高。前，在诸如长江三峡、黄河小浪底及漫湾水电2.2被加固边坡的工程安全等级站等一大批水利水电工程中普遍采用了高强预被加固边坡的安全系数是判断边坡稳定应力锚索加固技
4、术，然而边坡工程不及时加固性、确定边坡加固工程量的主要指标，直接关而造成失稳所发生的重大事故也屡见报道。因系到边坡工程的安全性、经济性与合理。工程此，作为岩土体改良重要手段的锚固理论有待安全等级越高，安全储备越大，投入必然越大深入研究。通过对影响岩锚设计参数的因素分[3]。因此，必须根据对边坡实际地质条件的认析，应用优化与决策理论，提出了岩锚设计参识深度、对岩体物理力学性质的统计代表性是数的确定方法，并建立了岩锚支护设计决策支否满足稳定性计算的需要、边坡失稳破坏后的持系统RSASYS，期望对岩锚优化设计提供一种新危害
5、程度及修复处理的难易程度、采用的计算的方法,实例分析表明,本文提出的设计方法不方法对真实岩体条件和施工模拟的正确性等因素仅安全可靠，而且可以节约大量的工程投资。确定边坡工程安全度与加固投资的效益模型。2.影响岩锚设计参数确定的关键因素2.3结构面的特征高边坡采用预应力锚索（杆）加固的主要具有连续控制块体稳定的结构面的性质，目的是增加岩体的综合强度，改变岩体的变形尤其是结构面的产状、埋深等不仅影响锚固荷特性；对具有潜在滑裂面的不稳定岩体，则可载的大小，同时也影响锚索布置的方向、锚索以改变由于开挖卸荷引起的裂隙扩张，提高
6、抗长度等。因此，对可能滑体的锚固需要建立在滑力从而增加岩体的整体稳定性。因此，从加准确的结构面调查基础上。20PRESTRESSTECHNOLOGY《》2005年第6期总第53期3.决策分析的概念和锚固系统的失效预应力损失的重要因素，岩体质量差,锚索间距模式小，必然会导致岩体表面的压缩效应发生，从而使群锚整体失效。3.1决策分析的概念简单风险决策，通常采用决策变量确定一（3）钢绞线从注浆体中抽出（C）：注浆个目标函数，目标函数常以货币量来表示总受体的强度决定索体的握裹力，当注浆体达不到[4]设计要求，或施工时残存蜂窝
7、结构，钢绞线有益或总费用，最优设计就是用决策度量的值来确定受益多少，从中选择受益最大、损失最可能从注浆体中抽出。小的决策度量，其数学模型为：（4）钢绞线断裂（D）：造成钢绞线断裂设决策变量集为：X1,X2,⋯⋯,Xn,F(x1,x2,⋯,的因素主要有钢绞线存在缺陷，钢绞线之间在张xn)为目标函数，使式（1）成立的变量集即为最拉过程中受力不均以及设计荷载过大等原因。优变量集；在岩锚设计中，决策变量通常为锚岩锚支护系统失效固荷载、锚固角、内锚固段长度、锚固间距及ABCD锚固安全储备等。F(X1,X2,=0（1）FNNGO
8、PQRXi决策分析的目的就是作出“最好”决图1岩锚支护系统故障树A.锚索整体从孔壁滑出B.钢绞线沿浆体抽出C.群锚整体策，在决策分析中，通常采用最大期望经济受失效D.钢绞线断裂F.内锚段长度不够G.注浆体强度不够益的准则。N.施工质量问题P.锚索长度不够R.预应力荷载过大O.锚索间设dij表示与第i方案有关的第j个后果的经距过小,预应力损失过大
