5 应重视内、外锚头区的应力变化
在对单根锚索的加固效应和破坏特点进行分析时应重视以下几个方面:预应力施加体自身的受力和破坏特点;预应力的传播规律和力学效应;预锚加固力学效应的影响因素;预锚加固的机理和效果;提高预锚加固效率和效果的途径。
考虑到应力分布形态的特点及其对预锚加固机理和效果的影响[3],本文主张重点对外锚头、内锚固段及其附近区域进行分析。在对胶结式内锚固段进行研究时,尤其应重视锚索和胶结体之间的粘结滑移特性。
5。1 胶结式内锚固段长度的计算
目前设计中确定内锚固段长度的方法是按下面两式求出较大者,即
Ｌｍ=Ｋｃｑｍ/(πｄｎτａξ)
Ｌｍ=Ｋｃｑｍ/(πＤτｂξ)
式中:ｑｍ———张拉力;ｄ,Ｄ———钢铰线直径和内锚固段孔径;ｎ———钢铰线根数;τａ,τｂ———锚索与胶结体之间、胶结体与孔壁之间的粘结强度;Ｋｃ,ξ———安全系数和折减系数。
这一方法实际上是把不均匀应力当成均匀应力来计算,难以准确地反映实际状况。
5。2 预锚力的传递规律
可以采用双弹簧或空间弹簧粘结滑移单元来模拟锚索和胶结体之间的传力和滑移特性,以便分析预锚力在锚索和岩体之间传递并在岩体内传播、扩散的规律。
5。3 预锚加固的力学效应
预锚加固的作用不仅在于提供直接平衡力、限制岩体变形,更在于加强岩体结构、提高岩体强度以及参与调整应力状态[4]。岩体之所以失稳或有失稳的趋势,从根本上说是由岩体自身的结构特点和材料特性,以及天然因素或人为因素所引起的应力重分布所决定的,而预锚加固的实质就是施加主动的锚固力:一方面使岩体的结构得到加强,大大提高岩体的承载能力,另一方面,在岩体内产生预锚附加应力场,使不利的应力状态得到调整和改善,从而提高岩体稳定的可靠度。因此,深入研究预锚附加应力场的特点、预锚参数对它的影响、应力变化对岩体稳定的影响是非常必要的。
6 分级张拉法可提高加固效果和效率
在内锚固段靠近上端的部分,锚索和胶结体之间的剪应力存在着相当严重的应力集中现象。因此,当预锚力较大时可能会造成结合面发生局部粘结破坏,甚至引起内锚头严重破坏。此时,可以对内锚固段采用分段填浆、分级张拉加荷的方法,有效地防止这种破坏。
所谓分段填浆、分级张拉加荷,就是将内锚固段的水泥浆改一次回填为多阶段回填。在每一阶段,当水泥结石达到一定强度时,对锚索施加部分荷载,然后进行下一阶段回填及张拉。当后一阶段回填长度足够长时,该阶段加荷仅会对前一段水泥结石内的应力状况产生很小的影响。通过这一方法,可以缓解应力集中现象,大大改善胶结式内锚固段的应力状态,防止内锚头的破坏。而且本文认为,还可以通过这一方法控制被加固岩体内的应力重分布的具体状况,提高加固的效率和效果。
7 应注重群锚体系的整体效应
已有一些文章涉及到群锚加固体系,但对其进行系统、深入研究的还不多见。本文认为在群锚研究中,以下几方面值得引起重视。
ａ。将群锚加固体系作为一个整体来分析群锚加固条件下岩体内的应力场、位移场沿空间和时间的分布规律。
ｂ。各单锚之间相互影响和共同工作的规律。
ｃ。影响群锚加固整体效应的主要因素。
ｄ。群锚加固力学效应与群锚加固效果的关系。
ｅ。预锚加固前后岩体稳定性的评价,安全系数的确定。
ｆ。采取合理的简化方法,提高大规模群锚体系有限元分析的工作效率。例如,可采用子结构的方法来缩减计算工作量。
8 预锚加固效应研究的前景
预锚技术的应用前景是广阔的,但预锚理论的研究不可能一步登天,只有综合应用理论分析、数值计算、模型试验、现场测试等各种手段,对各方面进行深刻分析,设计计算方法的改进才能水到渠成。
预锚技术的一些新的研究方向也值得关注,例如如何用动力分析方法取代目前常用的拟静力法来分析预锚加固体系的动力特性,以及如何发展预锚体系与其它结构联合加固岩体的技术,等等。
责任编辑：xiaohan
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