抗震锚索性能静载试验研究

摘要

预应力锚索在防护加固工程中运用十分广泛,涉及水利、交通、建筑、能源等基础设施建设中,随着近年来发生了几次大的地震灾害,锚固工程界开始思考预应力锚索的抗震问题。特别是在汶川地震中边坡出现破坏,阻断交通并严重阻碍震后救援工作。汶川地震后调查表明,预应力锚索这种支挡结构可以较好的起到防护作用,出现整体毁坏的很少,只是部分出现锚头破坏和框格梁断裂等破坏,但是如何发挥预应力锚索良好的抗震性能以及地震作用下预应力锚索薄弱环节的研究等都还很不成熟,开展这方面的研究是很有意义的。本文结合汶川地震后道路沿线边坡预应力锚索防护措施破坏的调查,根据边坡、巷道工程等相关岩土工程预应力锚索的理论研究及地震波的周期性变换的特点,分析研究预应力锚索对地震状况的响应情况。介绍了预应力锚索大家族中的新成员抗震锚索,试验研究了其力学性能,抗震锚索的受力特点是在保持支护力恒定的前提条件下允许岩体出现大的变形。
　　 ①调研地震后预应力锚索防护措施的破坏现象,本文通过分析研究阐述了影响预应力锚索锚固性能的五种因素,提出了在动荷载作用下锚索的主要破坏模式,继而根据综合比较建议在强震区选择压力型的锚索结构。
　　 ②详细叙述了以压力型锚索结构为基础开发研制的新型锚索,介绍了抗震锚索的基本工作原理及其特点。将抗震装置的类型进行了划分,为抗震锚索进一步开发不同的抗震装置提供了思路。
　　 ③提出抗震锚索抗震性能评价的两个指标屈服力和屈服位移,通过静载试验,得到了抗震锚索的单束屈服力为200KN,可以满足工程实际当中要求的锚固力的大小。根据蠕变试验可以发现抗震锚索的在屈服力的作用下可以平稳屈服,并且其屈服位移可以根据设计变形的要求人为的加以控制。
　　 ④通过压力分散型锚索的静载试验发现,安装了抗震挤压套的抗震锚索,在抗震挤压套的调节作用下,可以使得不同长度的锚索最终是均匀的承受荷载作用。
　　 ⑤对比单束与多束抗震锚索的静载试验,发现多束抗震锚索挤压套要比单束的屈服速率慢些,有助于在地震发生时所有锚固单元对巨大荷载冲击有足够的反应时间,充分发挥其缓冲地震荷载的作用。并且在反复荷载作用的试验中发现抗震锚索挤压套的屈服荷载有强化的趋势,但单束的增强趋势没有多束的明显,综合比较建议在工程实际中采用多束的抗震锚索结构。