高陡邊坡預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)應(yīng)力損失機(jī)理及其試驗研究

預(yù)應(yīng)力錨索錨固技術(shù)是解決高陡邊坡工程穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)，由于其預(yù)應(yīng)力損失值和巖土體蠕變量定量計算不準(zhǔn)確、測力傳感器準(zhǔn)確度低等原因，導(dǎo)致錨固失效的工程事故屢見不鮮，因此有必要研究高陡邊坡預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)應(yīng)力損失機(jī)理。采用理論分析、數(shù)值模擬相結(jié)合的綜合研究手段，分析了邊坡蠕變與預(yù)應(yīng)力損失之間的耦合效應(yīng)關(guān)系，建立了邊坡巖土體與錨索預(yù)應(yīng)力損失之間的耦合效應(yīng)模型并進(jìn)行模型試驗，推導(dǎo)出其本構(gòu)方程、松弛方程和蠕變方程。分析了室內(nèi)、外試驗結(jié)果，研究了預(yù)應(yīng)力錨索施工工藝的全過程，揭示了各工藝階段影響因子的影響機(jī)理及其錨固力損失的規(guī)律和特征，構(gòu)建了施工階段錨固力損失的定量計算和定性分析方法，建立了預(yù)應(yīng)力損失的控制與補(bǔ)償技術(shù)，實現(xiàn)了施工過程中實時掌握錨索受力狀態(tài)解決信息化施工問題，解決了設(shè)計過程中及時檢驗支擋參數(shù)實現(xiàn)動態(tài)化設(shè)計問題，對錨索錨固工程的設(shè)計、施工和安全運行管理具有指導(dǎo)意義。通過錨口摩阻試驗，揭示了錨口摩阻損失與預(yù)應(yīng)力筋張拉值、錨口錐度、鋼絞線直徑、千斤頂限位板槽深等相互影響關(guān)系，總結(jié)了預(yù)應(yīng)力筋在不同狀態(tài)下的錨口摩阻損失規(guī)律與特征，建立了限位板、夾片、鋼絞線三者之間最優(yōu)組合關(guān)系。分析了預(yù)應(yīng)力錨索受力狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對據(jù)進(jìn)行了反分析，開發(fā)了系列多功能監(jiān)測儀器及其錨索錨固力受力狀態(tài)智能化實時監(jiān)測系統(tǒng)，建立了振弦式傳感器制造及量測技術(shù)，實現(xiàn)了錨索受力狀態(tài)數(shù)據(jù)自動化采集和受力狀態(tài)變化趨勢智能化分析，解決了錨固工程運行管理過程中的安全監(jiān)測和安全評價問題。

預(yù)應(yīng)力錨索錨固技術(shù)是解決高陡邊坡工程穩(wěn)定性的關(guān)鍵技術(shù)，但是因預(yù)應(yīng)力損失而導(dǎo)致錨固失效的工程事故屢見不鮮。運用理論分析、數(shù)值模擬、模型試驗、工程現(xiàn)場試驗相結(jié)合的綜合研究手段，研究預(yù)應(yīng)力錨索預(yù)應(yīng)力損失機(jī)理。建立邊坡巖土體與錨索預(yù)應(yīng)力損失之間的耦合效應(yīng)模型并進(jìn)行模型試驗，推導(dǎo)出其本構(gòu)方程、松弛方程和蠕變方程，解決預(yù)應(yīng)力變化與巖土體蠕變之間的計算關(guān)系；研究預(yù)應(yīng)力錨索施工過程的成孔工藝、張拉工藝、鎖定工藝、封孔灌漿工藝等每個工藝階段，解決施工工藝階段預(yù)應(yīng)力損失的定性分析與定量計算問題；通過錨口摩阻室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗研究，推導(dǎo)出考慮孔道彎曲和孔道偏差影響的孔道摩阻理論計算公式，建立錨固力損失值與孔斜率及張拉荷載三者之間的計算公式，解決孔道摩阻計算問題和孔道成孔工藝與張拉力控制問題。研究成果可為高陡邊坡預(yù)應(yīng)力錨固工程的設(shè)計、施工、安全運行管理以及預(yù)應(yīng)力損失的控制與補(bǔ)償技術(shù)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段。

《博士后文庫》序言

序

前言

第一篇預(yù)應(yīng)力錨索錨固力損失機(jī)理

第二篇預(yù)應(yīng)力錨索錨固力損失監(jiān)測技術(shù)

第三篇預(yù)應(yīng)力錨索錨固力監(jiān)測工程應(yīng)用研究 2100433B

本書共三篇，第一篇介紹了預(yù)應(yīng)力錨索錨固力損失機(jī)理，全面系統(tǒng)研究了預(yù)應(yīng)力錨索錨固力損失因子，總結(jié)了錨固力損失規(guī)律，給出了定性分析和定量計算方法。第二篇為預(yù)應(yīng)力錨索錨固力損失監(jiān)測技術(shù)，深入研究了振弦式傳感技術(shù)和量測技術(shù)，研發(fā)了基于振弦傳感技術(shù)的預(yù)應(yīng)力錨索錨固力監(jiān)測系統(tǒng)。第三篇為預(yù)應(yīng)力錨索錨固力監(jiān)測工程應(yīng)用研究，通過室內(nèi)檢測試驗、高邊坡錨固工程和礦山采空區(qū)監(jiān)測工程，分析了錨固力變化規(guī)律，驗證了預(yù)應(yīng)力錨索錨固力監(jiān)測系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性。

張弦結(jié)構(gòu)體系已廣泛應(yīng)用于體育場館、會展設(shè)施、交通樞紐等重要工程，服役期內(nèi)拉索松弛和銹蝕會導(dǎo)致明顯的預(yù)應(yīng)力損失，影響結(jié)構(gòu)的承載特性和安全性?，F(xiàn)有預(yù)應(yīng)力損失的研究主要集中在施工階段和溫度效應(yīng)上，對拉索松弛和銹蝕導(dǎo)致的預(yù)應(yīng)力損失及其對結(jié)構(gòu)影響的研究較為缺乏。本項目在分析服役期內(nèi)拉索預(yù)應(yīng)力損失誘致因素的基礎(chǔ)上，探索拉索松弛和銹蝕機(jī)理，研究拉索絞捻特性對松弛模型的影響機(jī)制，建立考慮拉索松弛和銹蝕影響的拉索預(yù)應(yīng)力時變模型；分析現(xiàn)有三點彎曲法等索力測試方法的適用范圍以及存在問題，研制拉索彎曲性能試驗裝置并開展系列試驗，建立拉索抗彎剛度計算公式，探索基于抗彎剛度修正的改進(jìn)頻率法；考慮服役期內(nèi)拉索預(yù)應(yīng)力損失的時變模型以及拉索內(nèi)力實測結(jié)果，研究拉索預(yù)應(yīng)力損失對在役張弦結(jié)構(gòu)承載特性的影響，建立張弦結(jié)構(gòu)索力檢測體系判定、補(bǔ)張拉及換索機(jī)制。成果可為大跨結(jié)構(gòu)建設(shè)和運營提供理論支撐，對張弦結(jié)構(gòu)安全保障具有重要科學(xué)意義。