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压力分散型锚杆试验分析 姜新龙 李锦峰 王治德 [内容摘要] 本文从压力分散型锚索作用机理入手，叙述了锚索张拉基本试验与验收试验的具体试验过程，通过实验成果分析来确定锚索的安全系数及锚索的变形是否在有效的控制范围内，进而来检验锚索设计荷载是否能满足锚固边坡的需要。 [关键词] 压力分散型锚索 实验 分析 1.引言 岩土锚固是岩土工程领域的重要分支，在岩土工程中采用锚固技术，能较充分地调用和提高岩土体的自身强度和自稳能力，随着我国高速公路的蓬勃发展，高边坡不良地质路堑边坡的防护越来越倾向于岩土锚固。压力分散型锚索作为一种新型锚固系统 2．压力分散型锚索作用机理 2．1压力分散型锚索作用机理 压力分散型锚索作用机理是把破碎松散岩体锚固在地层深部稳固的岩体上，通过施加预应力，使锚固范围内的软弱岩体挤压紧密，提高岩层间的正压力和摩阻力，阻止开裂松散岩体位移，从而达到加固边坡的目的。 2．2压力分散型锚索作用机理与传统的岩土锚固方法的比较 传统的岩土锚固方法，即拉力型锚杆受荷时，不能将荷载均匀地分布于固定长度上，会产生严重的应力集中现象，由于粘结应力分布的不均匀性，随着锚杆上荷载的增大，在荷载传至固定长度最远端之前，在杆体与灌浆体或灌浆体与地层界面上就会发生粘结效应逐步弱化或脱开的现象。压力分散型锚固系统，将集中荷载分散为几个较小的荷载作用于固定段的不同部位，使粘结应力峰值大大降低，因单元锚索的固定长度很小，不会发生粘结效应逐步弱化，使粘结应力均匀地分布在整个固定长度上，最大限度地调用整个锚索固定长度范围内的地层强度，锚索承载力可随固定长度的增长而成比例提高。 3．2压力分散型锚索的实验目的及实验孔的选择 任何一种锚杆或锚索用于未曾应用过的土层时，必须进行基本试验和验收试验，目的是确定锚杆的极限承载力，掌握锚杆抵抗破坏的安全程度，验证设计锚固力的合理性及施工工艺的可行性，以便正式施工前根据试验结果对设计锚杆参数及施工工艺进行调整。边坡锚固工程基本试验孔应尽量布置在锚索工程部位，同时避开正式施工孔位，试验孔间距不小于各试验孔周围土体拢动破坏的影响范围，所用的锚索结构、施工工艺及所处的工程地质条件应与实际工程所采用的相同。 4．实验孔具体施工过程 4．1试验锚索制安 为确保锚固工程施工不致于恶化边坡岩土工程条件和保证孔壁的粘结性能，钻孔采用无水干钻，钻孔速度应根据使用钻机性能和锚固地层严格控制，防止钻孔扭曲和变形，造成下锚困难或其他意外事故，钻进过程中，应对每个孔的地层变化，钻进状态，地下水及一些特殊情况作好现场施工记录，钻进达到设计深度之后，不能立即停钻，要求稳钻1~2分钟，防止孔底尖尘，钻孔完成后，使用高压空气将孔内岩粉及水体清除出孔外，以免降低水泥砂浆与孔壁岩土体的粘结强度。 锚索采用6根φ15.24mm无粘结低松弛预应力高强度钢绞线,强度等级1860Mpa，锚索编束前，要确保每根钢绞线顺直，不扭不叉排列均匀，严格按照设计尺寸下料。在锚索体底端接装导向帽，以使下锚顺利，锚固段每1.5m设置一个架线环，在架线环中部采用16号铁丝绕制，保证已加工的锚索不出现扭曲变形。对于压力分散型锚索加工时，对相应的钢绞线单元要涂以相应的颜色，用以区分钢铰线的张拉单元。在锚固段与自由段相接处，加设止浆带，阻止自由段注浆，影响试验结果。 4．2张拉试验 张拉试验采用YCW250型千斤顶(行程20mm)和ZB-500型电动油泵加张拉荷载，该两项设备试验前经过质检部门检定。由于压力分散型锚索由三个单元锚索组成，而各个单元锚索的自由段长度是不相等的，张拉时，同时施加张拉力，会使各组锚索产生不同的拉力，进而达到的破坏荷载仅是各组锚索分别破环的荷载，达不到试验的效果。为了使各单元锚索受力相等，必须先对各单元锚索分别张拉，当各单元锚索在同等荷载条件上因自由段长度不等引起的弹性伸长差得到补偿后，方可同时张拉各单元锚索。现以由三个锚杆单元组成的锚索为例，基本试验最大的试验荷载不宜超过锚索索体承载力标准值的0.9倍，现采用钢铰线极限破环荷载的80%作为最大荷载，使各组锚索拉力相等，具体步骤如下： a．先将所有锚索一起拉至15% A×fpuk，将钢绞线拉直，然后松开； b．将第一单元拉至分步荷载的对应荷载△L×P/(3×L)（第一张拉组张拉单元的差异荷载），然后再与第二单元一起拉至第二单元对应荷载[2/L+1/(L-△L)]×P×△L/3（第二张拉组张拉单元的差异荷载）； 图1 锚索差异荷载计算示意图 第一单元伸长量δ1=PL/(3EA) 第二单元伸长量δ2=P(L-△L)/(3EA) 第二单元伸长量δ3=P(L-2△L)/(3EA) 一、二单元伸长量差△δ12= PL/(3EA)- P(L-△L)/(3EA)= P△L/(3EA) 二、三单元伸长量差△δ23=