拉力分散型锚索在铁路明挖基坑中的应用

摘要

岩土预应力锚固技术是一门迅速发展中的工程技术。随着锚固技术的进步和时间推移，其应用领域愈加广泛，应用于边坡治理、地下工程、水利工程、采矿工程、抗浮工程和桥梁工程等，而且规模从过去的一个项目需几十根预应力锚索加固，发展成一个项目用上万根预应力锚索加固。预应力锚索因其主动提供支护力、改善地层结构、场地适应性强、操作便捷、维护简单、造价低廉等因素被工程上广泛采用。由于预应力锚索广泛应用，对各类预应力锚索锚固机理的研究是人们一直研究的课题。在现阶段铁路及地铁基坑工程中，采用较多的为拉力分散型预应力锚索，其锚固特点、工作机理、锚固效果等研究一直滞后于工程实践，而预应力锚索对基坑支护结构影响极为重要，为此，有必要对拉力分散型锚索在基坑支护中应用作深入研究。
　　 本文首先总结了现阶段预应力锚索的应用现状以及拉力分散型锚索设计原理。其次本文以海南某深基坑作为工程原型，通过对拉力分散型锚索拉拔试验，提出了预应力锚索在海南特有的地质条件下预应力锚索参数的选择，结构的调整，及力学状态的分析。第三通过对预应力锚索现场监测的数据分析，本文对拉力分散型预应力锚索在五个特定工程状况下的应力状态、锚固效果、施工影响逐一做了研究，并提出优化拉力分散型锚索施工组织方案，以提高拉力分散型锚索在工程应用中的有效性和实用性。最后本文通过FLAC3D软件模拟基坑开挖状态，求得拉力分散型锚索在锚固土层中的应力状态和对支护桩的内力和位移影响。同时对比现场监测数据，分析预应力锚索对基坑支护结构的影响。本文在原有工程技术和理论基础上，针对琼北特定土层条件，提出拉力分散型锚索的优化方案，为拉力分散型锚索在深基坑中应用提供合理的设计和施工依据。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 锚索应用领域发展现状

1.1.1 预应力锚索技术在国外应用领域现状

1.1.2 预应力锚索技术在国内应用领域现状

1.2 新型锚索研制及施工工艺现状

1.2.1 预应力锚索种类繁多，新型锚索结构增多

1.2.2 预应力锚索在施工工艺发明不断

1.2.3 预应力锚索在承载力上不断增加

1.2.4 预应力锚索在防腐技术和耐久性能不断增加

1.3 预应力锚索试验及理论研究现状

1.3.1 预应力锚索室内模型试验研究

1.3.2 整体加固效果现场试验研究概况

1.3.3 预应力锚索理论研究

1.4 预应力锚索标准制定现状

1.4.1 国内预应力锚索标准制定现状

1.4.2 国外预应力锚索标准制定现状

1.5 预应力锚索监测技术现状

1.5.1 预应力锚索监测理论研究发展迅猛

1.5.2 预应力锚索监测设备多种多样

1.6 本文的选题意义、研究内容和主要创新之处

1.6.1 选题意义

1.6.2 研究内容

1.6.3 本文创新之处

第2章 拉力分散型锚索设计及研究

2.1 锚索设计的一般规定与设计流程

2.2 拉力分散型锚索设计

2.2.1 锚索的配置

2.2.2 锚索安全系数

2.2.3 锚索杆体设计

2.2.4 锚索锚固段设计

2.2.5 锚索自由段设计

2.2.6 外锚头设计

2.2.7 拉力分散型锚索构筑物稳定性验算

第3章 拉力分散型锚索工程实例及抗拔试验分析

3.1 拉力分散型锚索的现场施工

3.1.1 工程简介

3.1.2 环境条件

3.1.3 岩土工程条件

3.1.4 水文地质条件

3.1.5 选择拉力分散型锚索支护优势

3.1.6 拉力分散型锚索设计与施工

3.1.7 拉力分散型锚索施工步骤及施工方法

3.2 拉力分散型锚索基本试验

3.2.1 试验目的

3.2.2 试验项目

3.2.3 试验方法

3.2.4 测点布置

3.2.5 试验锚索施工情况

3.2.6 试验锚索结果

3.3 小结

第4章 拉力分散型锚索长期监测分析

4.1 锚索监测目的

4.2 锚索监测方案

4.2.1 预应力锚索监测方案编制依据

4.2.2 预应力锚索监控量测仪器选择

4.2.3 预应力锚索监测测点布置及监测方法

4.3 监测结果统计

4.4 监测结果分析

4.4.1 工况一状态下锚索监测结果分析

4.4.2 工况二状态下锚索监测结果分析

4.4.3 工况三状态下锚索监测结果分析

4.4.4 工况四状态下锚索监测结果分析

4.4.5 工况五状态下锚索监测结果分析

4.5 小结

第5章 拉力分散型锚索建模分析

5.1 基坑支护设计数值方法研究概况

5.2 FLAC程序简介

5.2.1 FLAC程序性能与优点

5.2.2 FLAC3D中选用的结构单元介绍

5.3 数值模拟过程

5.3.1 数值模拟模型建立和主要参数选取

5.4 数值模拟结果

5.4.1 锚索支护下桩位移数值模拟结果

5.4.2 锚索轴力变化结果对比

5.3.3 普通拉力型锚索于拉力分散型锚索位移变化云图

5.3.4 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢