锚固发展史.docVIP

锚固技术发展史 目前，国内外对于岩土锚固理论的研究主要是从以下两个方面展开的: ①. 对 于 地锚荷载传递机理的研究对于 地 锚 荷载传递机理的研究，英国、美国、法国、加拿大、澳大利亚等国处于国际领先地位。该研究的主要内容是荷载从锚杆(索)转移到灌浆体的力学机理研究以及灌浆体与钻孔孔壁之间的力学机理研究。其中，Hanson(1969). Fuller及Cox [141等岩土工程专家通过模型试验着重研究了荷载由锚杆(索)向锚固段砂浆体传递的力学行为，取得了许多有代表性的成果。如Philps (1970)提出，对于拉力型锚杆，其锚杆杆体表面与砂浆体之间的剪应力沿锚固段长度方向的分布可近似简化为指数函数关系，表达式如下[41 式中，τx为距离锚固顶端x处的剪应力;: τ0为锚固段顶端处的剪应力;d为锚杆的直径;A为锚杆中剪应力与主应力相关的常数。由此可见，锚杆(索)同锚固段砂浆体之间的粘结剪应力不是沿杆长均匀分布的。 如北京冶金部建筑设计院的程良奎等对上海太平洋饭店和北京京城大厦两个深基坑工程的拉力型锚杆锚固段粘结应力的分布形态进行了现场测定[z1，并由试验及相关的分析指出，对于拉力型锚杆，其锚固段的粘结应力分布很不均匀，存在严重的应力集中现象，锚杆在土层中的有效锚固段长度只有约8--10 m，即拉力型锚杆并不能实现锚固力随锚固段长度的增加而成比例地增大。 ②. 对 于 岩土锚固作用机理的研究对于 地 锚 中荷载传递机理的研究，主要任务是分析锚杆中应力的分布规律及诸多因素对于锚固力的影响，研究的目的是如何取得最大的锚固力。但从工程意义上考虑，获得最大的锚固力并非我们的最终目的。工程上研究锚固技术的最终目的应该是在确保工程安全的同时，如何经济、快速、有效、合理地利用锚固力， 对于岩土锚固机理的研究是与岩土工程本身的发展紧密相连的，大致经历了结构工程概念、岩土工程概念和地质工程概念三个阶段，并由此形成了一些工程界认可的锚固理论，如悬吊理论、支撑理论、组合梁理论[111等，这里不再详述。在理论研究的同时，国内外的岩土工作者们还进行了大量的室内或现场试验，对锚杆在不同地层中的加固效果、工作机理、销钉作用181 蠕变性质等进行了深入细致的研究，取得了不少令人满意的成果。 由于岩土工程自身的复杂性，当前对于岩土锚固技术的研究也存在着不少问题，主要有: ①. 理论研究仍然滞后于工程应用的需要; ②. 对于工程中普遍采用的拉力型锚杆，由于其自身难以克服的缺点，使得其无法满足在承载力、耐久性及抗变形性等方面有较高要求的工程的需要; ③. 对于锚固体力的传递及应力的分布规律只有定性的描述，在实际应用中大都只能采用粘结应力均匀分布的理想形式进行工程设计; ④. 对锚杆(索)加固机理没有统一的认识，缺乏行之有效的合理计算方法。 针对于此，今后岩土锚固技术的研究工作应着重从以下几个方面进行，以满足现阶段工程建设的需要: ①. 从改善荷载的传递途径入手，继续开发具有良好受力性能和耐久性能的新型锚杆，并对己出现的压力型、压力分散型、拉压分散型等多种新型锚杆的荷载传递机理及其工作性能与特点进行全面而深入的分析，以争取尽快形成一定的相关理论，为其今后的工程应用奠定基础; ②. 围 绕 普通锚杆锚固段粘结应力并非均匀分布的事实，研究适合实际情况的单锚承载力估算公式; ③. 进一步加强锚固机理的研究，包括锚杆(索)预应力对于岩土体应力重分布及岩土体力学性能的影响、群锚效应及相关的实用设计方法等; ④. 进 行 在地震、冲击荷载、交变荷载、高温或冰冻环境等特殊条件下锚杆工作性能及相关设计方法的研究。 进入80年代后，工程界开始研究单孔复合锚固体系(SBMA法)在岩土锚固工程中的应用。在SBMA体系中，最有价值的就是压力分散型锚杆技术。压力分散型锚杆技术最早由英国人研究成功，近10年来，其在日本得到了很大的发展，被命名为K7B工法，主要应用于永久性的边坡支护工程中。在欧洲和美国等工程技术发达国家，压力分散型锚杆的应用也日趋广泛。 如冶金部建筑设计研究院的程良奎等结合中银大厦基坑支护工程，采用设置应变砖的试验手段，对4根压力分散型锚杆锚固段内沿轴向的应变分布情况进行了测定[71，试验结果如图1.5所示。此外，在同一工程中，他们还进行了压力分散型锚杆与拉力型锚杆的对比性抗拔试验，并由试验结果发现，在砂性土介质中，压力分散型锚杆的承载力比设计参数基本相同的拉力型锚杆增大了12%一58%。同时，还测得在222 kN张拉力的作用下，压力分散型的试验锚杆的锚固段内的径向应变为61yE，若按锚固段砂浆体的弹性模量E=2.8x104Np计算，此时砂浆体对孔壁的径向压力将达到1.7 MP,，由此表明压力分散型锚杆的锚固段砂浆体处于三维压应力状态，这无疑对提高孔壁间的摩阻力是十分有利的。 岩土