高陡邊坡預應力錨索預應力損失機理及其試驗研究結(jié)題摘要

預應力錨索錨固技術(shù)是解決高陡邊坡工程穩(wěn)定性的關鍵技術(shù)，由于其預應力損失值和巖土體蠕變量定量計算不準確、測力傳感器準確度低等原因，導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應力錨索預應力損失機理。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應力損失之間的耦合效應關系，建立了邊坡巖土體與錨索預應力損失之間的耦合效應模型并進行模型試驗，推導出其本構(gòu)方程、松弛方程和蠕變方程。分析了室內(nèi)、外試驗結(jié)果，研究了預應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，建立了預應力損失的控制與補償技術(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，解決了設計過程中及時檢驗支擋參數(shù)實現(xiàn)動態(tài)化設計問題，對錨索錨固工程的設計、施工和安全運行管理具有指導意義。通過錨口摩阻試驗，揭示了錨口摩阻損失與預應力筋張拉值、錨口錐度、鋼絞線直徑、千斤頂限位板槽深等相互影響關系，總結(jié)了預應力筋在不同狀態(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)組合關系。分析了預應力錨索受力狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，并對據(jù)進行了反分析，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。

預應力錨索錨固技術(shù)是解決高陡邊坡工程穩(wěn)定性的關鍵技術(shù)，但是因預應力損失而導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，研究預應力錨索預應力損失機理。建立邊坡巖土體與錨索預應力損失之間的耦合效應模型并進行模型試驗，推導出其本構(gòu)方程、松弛方程和蠕變方程，解決預應力變化與巖土體蠕變之間的計算關系；研究預應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應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應力錨固工程的設計、施工、安全運行管理以及預應力損失的控制與補償技術(shù)提供理論基礎和技術(shù)手段。

《博士后文庫》序言

序

前言

第一篇預應力錨索錨固力損失機理

第二篇預應力錨索錨固力損失監(jiān)測技術(shù)

第三篇預應力錨索錨固力監(jiān)測工程應用研究 2100433B

本書共三篇，第一篇介紹了預應力錨索錨固力損失機理，全面系統(tǒng)研究了預應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。第二篇為預應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)的預應力錨索錨固力監(jiān)測系統(tǒng)。第三篇為預應力錨索錨固力監(jiān)測工程應用研究，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，驗證了預應力錨索錨固力監(jiān)測系統(tǒng)的先進性和可靠性。

張弦結(jié)構(gòu)體系已廣泛應用于體育場館、會展設施、交通樞紐等重要工程，服役期內(nèi)拉索松弛和銹蝕會導致明顯的預應力損失，影響結(jié)構(gòu)的承載特性和安全性?，F(xiàn)有預應力損失的研究主要集中在施工階段和溫度效應上，對拉索松弛和銹蝕導致的預應力損失及其對結(jié)構(gòu)影響的研究較為缺乏。本項目在分析服役期內(nèi)拉索預應力損失誘致因素的基礎上，探索拉索松弛和銹蝕機理，研究拉索絞捻特性對松弛模型的影響機制，建立考慮拉索松弛和銹蝕影響的拉索預應力時變模型；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頻率法；考慮服役期內(nèi)拉索預應力損失的時變模型以及拉索內(nèi)力實測結(jié)果，研究拉索預應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、補張拉及換索機制。成果可為大跨結(jié)構(gòu)建設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意義。