粘结型锚杆拉拔承载力试验研究

摘要

锚固技术已经在边坡、基坑、矿井、隧道、地下工程等工程中得到广泛应用。采用锚固技术，能提高岩土体的强度、稳定性，保证施工安全，具有显著的社会、经济效益。锚固体在拉拔荷载作用下会发生多种破坏模式，对于锚固体的极限抗拔力，国内外已进行了较为深入的理论研究和试验验证，取得了一系列成果，但目前并无统一的计算理论。因此，选择一个简便、准确、实用的方法计算锚固体的极限抗拔力是十分必要的。对于锚固体极限抗拔力的影响因素，国内外学者大多认为围压、锚杆埋深、胶结材料的性质、外加剂等是其主要影响因素。但是，孔径比（钻孔直径/锚杆直径）对锚固体极限抗拔力的影响并未引起学者们的重视。因此，以试验方式研究孔径比对锚固体极限抗拔力的影响是十分必要的。基于此，本文试验研究了孔径比、锚杆埋深对发生钢筋—砂浆界面破坏的锚固体极限抗拔力的影响。本文的主要工作和内容如下： （1）研制了锚固体拉拔试验的全套加载装置和孔内凿毛机，模拟工程中抗浮锚杆施工过程设计了锚固体拉拔试验的试验流程； （2）对3组不同孔径比、不同砂浆强度、不同锚杆类型的锚固体试件进行拉拔试验，研究不同条件下锚固体的破坏型式，得到了锚固体试件发生钢筋—砂浆界面破坏所需的条件，为后续试验打下基础； （3）采用光圆钢筋作锚杆，对9组不同孔径比、不同锚杆埋深、不同凿毛情况的锚固体进行拉拔试验，研究了孔径比、锚杆埋深对钢筋—砂浆界面破坏的锚固体极限抗拔力的影响。结果表明，光圆钢筋作锚杆时，随着孔径比的增加，锚固体的极限抗拔力逐渐减小； （4）采用螺纹钢筋作锚杆，对5组不同孔径比的锚固体试件进行拉拔试验，研究孔径比对钢筋—砂浆界面破坏的锚固体极限抗拔力的影响。结果表明，螺纹钢筋作锚杆时，随着孔径比的增加，锚固体的极限抗拔力先增加后减小。当孔径比为5时，锚固体的极限抗拔力达最大； （5）对锚固体极限承载力进行理论分析，通过试验值和理论值的比较，验证了理论的准确性。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 锚杆的力学机理

1.2.1 锚杆的分类

1.2.2 粘结型锚杆的破坏型式

1.2.3 粘结型锚杆的应力传递机理

1.3 锚固技术的发展概况

1.3.1 岩土锚固技术

1.3.2 混凝土后锚固技术

1.3.3 抗浮锚杆

1.4 锚固理论的研究现状

1.4.1 锚固系统应力传递机理研究

1.4.2 锚固系统拉拔承载力研究

1.5 本文研究内容

2 试验装置——凿毛机的研制

2.1 凿毛机的设计

2.2 凿毛机的制造和使用方法

2.3 凿毛机的自动化改造设计

2.3.1 全自动凿毛机的工作原理

2.3.2 全自动凿毛机的使用方法

2.4 本章小结

3 锚固体拉拔承载力的试验研究

3.1 引言

3.2 试验内容

3.2.1 试验材料

3.2.2 试件尺寸

3.3 加载装置

3.4 试验流程

3.4.1 混凝土基体的制作过程

3.4.2 锚固体试件的制作过程

3.5 锚固体破坏型式的试验研究

3.6 光圆钢筋作锚杆的锚固体拉拔试验结果

3.6.1 试验流程及加载方式

3.6.2 锚固体破坏型式

3.6.3 锚固体荷载—位移曲线

3.7 螺纹钢筋作锚杆的锚固体拉拔试验结果

3.7.1 试验流程及加载方式

3.7.2 锚固体破坏型式

3.7.3 锚固体荷载—位移曲线

3.7.4 螺纹钢筋与光圆钢筋荷载—位移曲线结果比较

3.8 钢筋—砂浆界面试验

3.8.1 试件尺寸

3.8.2 加载装置

3.8.3 试验流程

3.8.4 试验结果

3.9 结论

4 锚固体极限承载力理论分析

4.1 引言

4.2 理论分析

4.2.1 基本假设和控制方程

4.2.2 荷载—位移曲线的计算

4.3 荷载—位移曲线的理论解和试验结果比较

4.4 结论

5 本文结论与展望

5.1 本文结论

5.2 展望

参 考 文 献

攻读硕士学位期间取得的科研成果

致谢

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