常用预应力锚索的结构受力特点和适用条件.ppt

边坡加固中锚索选型的误区 常用预应力锚索的结构、受力特点和适用条件,刘玉堂 总参工程兵科研三所 教授级高工 中国岩土锚固工程协会 副理事长,前言,1 锚索在我国应用和发展的三个特征 （1）由单个工程的被动应用发展到主动设计 （2）锚索逐步替代锚固桩或锚固洞，应用广泛 （3）锚索类型众多，选用失当 2 锚索的共性与特性,一 全长粘结型预应力锚索 1 全长粘结型预应力锚索的结构 二次注浆全长粘结型预应力锚索,2 为全长粘结锚索正名,观点：没有防护,只能用于临时支护 (1) 不符合 我国40多年来应用锚索的基本事实 (2) 不符合国际预应力协会对破坏锚索锚索的 调查结果 (3) 不符合我国的研究结果 (4) 多年前钢筋混凝土中的钢筋,3 全长粘结锚索的防护原理,自然状态下钢铁被氧化，表面生成氧化铁 钢铁在PH11的碱性环境中，钢铁氧化后将在钢铁表面形成均匀而连续的Fe2O3薄膜，它的厚度大约是100纳米，结晶形式是r- Fe2O3，属于尖晶石结构，就是保护钢铁不锈蚀的钝化膜 硅酸盐水泥拌制的砼和浆液PH11，恰巧满足r- Fe2O3的生成条件； 锚索施工应全部选用硅酸盐水泥,4 全长粘结预应力锚索的受力 特点,(1) 长期使用中不能调节锚索的拉力 (2) 能最大限度的调动岩体的自承能力,控制岩体变形能力大 (3) 全长粘结锚索有受力的局部性 (4) 用其加固的结构极限承载力高 (5) 张拉时锚固段的浆体易拉裂,5 全长粘结预应力锚索的 适用条件,（1）作为永久锚索时的要求 第一 营造锚索表面可形成钝化膜的环境 第二 长期使用中不得破坏钝化膜 （2）不宜采用的情况 岩体变形较大需要随时调整锚索拉力大小时； 观测锚索； 近海地区及腐蚀性地层 在这些条件下要使用锚索，应选择无黏结锚索。,二 压力分散型锚索,1. 压力分散型锚索产生的背景,2. 压力分散型锚索的结构,工程中已应用的压力分散型锚索有两种。 第一种，承压板式压力分散型锚索 承压板式压力分散型锚索,第二种，可拆除式压力分散型锚索,永久性压力分散型锚杆 1锚具；2垫座；3钻孔，4隔离环；5无粘结钢绞线；6承载体； 7水泥浆体；;8注浆管；9保护罩 L1、L2、L3、L41、.2、3、4单元锚杆的锚固段长度；Lf4单元锚杆的自由段长度。,3. 压力分散型锚索的优点,（1）锚固段注浆体承受压力，受力合理 （2）承压板分散布置在钻孔深度的不同部 位，锚固段注浆体体受力较均匀 （3）锚索的单孔设计承载力可以很大,4压力分散型锚索的缺点,（1）施工时操作繁琐 （2）调整锚索的预应力不方便 （3）长期工作中锚索各根钢绞线受力不均匀 （4）不能做锚索的性能试验和极限承载力试 验,5. 压力分散型锚索不宜作为永久锚索使用,岩土加固中永久性锚索有两种用途: 一种是观测锚索，它不能反映我们最关心的应力最大的构件的受力状态 一种是工程加固锚索,长期工作中同一根锚索各根钢绞线受力不等,最短的一根将首先拉断,或者处于不等应力下工作,三 拉力型非粘结锚索,拉力型非粘结锚索的结构,永久性拉力型非粘结锚索,锚固段双层波纹管,非粘结型锚索外锚具的防护,2 施工中要注意的问题,（1）锚固段钢绞线的清洗 （2）锚索组装 （3）隔离防护层的保护与修补 （4）锚具要选用可调整预应力的 （5）锚具的防护应用专门的防护帽,3. 拉力型无粘结锚索的特点,（1）外锚头必须长期妥善保护 （2）对围岩的变形适应能力强 （3）可根据需要随时调整锚索拉力的大小 （4）抗动载性能好。,4. 适用环境,可用作观测锚索； 适用于大变形岩体加固； 适用于腐蚀性地层及杂散电流密集区的岩体加固。,四 拉力分散型预应力锚索,1拉力分散型预应力锚索结构 拉力分散型锚索锚固段结构 2 施工 3 拉力分散型锚索的特点,五 拉压复合型预应力锚索,1拉压复合型预应力锚索结构 拉压复合型锚索锚固段结构,2 施工要点,永久型分散拉压复合型锚索结构,3 特点,（1）锚固段的受力合理 （2）锚固段利用率高、 （3）拉和压两部分岩体变形要协调,图10 三种锚索锚固段剪应力分布,六 可回收锚索,1. 可回收锚索结构,锚索界出现三种: U型结构,组成锚索的钢绞线必需是偶數 可撤锚具型 挤压套型,1. 可回收锚索结构,2. 施工 3. 受力特点 可回收锚索,a),b),七 均匀 压力型锚索,均匀压力型和均匀拉力形锚索仍处于研究和实验阶段,八 屈服锚索,1. 屈服锚索的受力特性 屈服锚索有两个技术指标，一是屈服力，二是屈服量 屈服锚索受力特性曲线,2在受动载作用的洞室加固中的作用,提高新建国防工程的抗力 提高既有国防工程的抗力等级; 各种矿藏的开采要用爆破，巷道和地下洞室会遇到高地压和采矿爆破的双重影响，屈服锚索也有广泛的应用前景。,3. 在地下洞室中的支护作用,围岩压力与围岩变形的关系,4.在高大边坡加固中的作用,需要调整锚索预应力的工程,如果安装屈服锚索,即可省去调整锚索拉力的工序。,5. 在高地震区抗震工程的加固作用,采矿中炸药的爆炸，国防工程中炮炸弹的爆炸，地震中的地层错动，对建筑物的破坏都是由于它们引起了建筑物附近岩土体的运动 ，区别仅在于震源。,结语,（1）对无腐蚀地