挤压锚式可回收预应力锚索研发及抗腐蚀性研究

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近年来,随着节能环保理念在建筑行业各个领域的普及和建材价格持续上涨,工程师们开始想办法在建筑工程中使用可回收的材料。锚索作为一种高强度的材料,被广泛应用在基坑和边坡工程中,由于普通锚索不具备回收特点,使用过后将被埋弃在岩土体中,造成资源浪费、地下水污染和高代价处理等问题,因此有必要研发一种可回收预应力锚索。本文在分析前人研发的可回收锚索基础上,从钢绞线和挤压锚的结构特点出发,利用试验设备研发了挤压锚式可回收预应力锚索,并进行了室内试验、现场试验、工程应用和腐蚀试验。主要开展的工作及取得的研究成果如下:(1)通过研发设备,设计加工了试验加载平台,利用该平台确定了挤压锚式可回收预应力锚索的解锁机构。设计并加工了挤压锚式可回收预应力锚索的整体结构,之后进行了大量的室内试验,测试和优化该可回收锚索的结构,最后设计了承载板和承载架,完成了挤压锚式可回收预应力锚索的研发。(2)为了测试研发的挤压锚式可回收预应力锚索结构的可靠性,分别在卵石和黄土地层基坑工程中进行现场试验。总结了可回收锚索在这两种地层中的施工工艺、张拉参数、预应力损失和锚索回收率。(3)为了进一步验证挤压锚式可回收预应力锚索的实用性,以兰州市某基坑工程为背景,先用PLAXIS 3D有限元软件建模分析了在该基坑工程中应用可回收锚索后对基坑安全性的影响,之后在该基坑中成功应用了研发的可回收锚索。在可回收锚索施工和回收阶段,基坑的水平和竖向位移均满足规范要求。(4)考虑到基坑或临时边坡会超期服役,且所处的水文地质条件中存在腐蚀性盐离子,需测试可回收锚索构件与水泥净浆注浆体的抗腐蚀性。制作挤压锚式可回收预应力锚索电化学试件和水泥净浆试块,配制含有Cl-和SO42-离子的耦合盐溶液,分析了不同水胶比的水泥净浆注浆体试块在该腐蚀溶液中的力学性能变化,利用无损检测电化学工作站测试了不同保护层类型的挤压锚式可回收预应力锚索试件在该腐蚀溶液中的腐蚀规律。结果表明,0.50水胶比水泥净浆试块的抗腐蚀性能最好,环氧树脂涂层复合水胶比为0.50的水泥净浆保护层对挤压锚式可回收预应力锚索的保护效果最好。
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