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本文主要从理论与试验实践相结合的指导思想出发,利用了两个应用于不同基坑支护工程的预应力锚杆(索)的基本试验,对两个试验得出的实测数据及相应曲线分别进行了分析,对试验锚杆(索)的极限抗拔力和锚固状况分别作出了判断和结论,并结合两个试验的结果就锚杆锚固段的锚固破坏机理和有效锚固长度等某些设计参数问题进行了研究和讨论。预应力锚杆(索)凭着其广泛的适用范围、突出的支护效果和显著的经济效益,已成为我国发展较快较成熟的基坑支护技术之一,广泛应用于各类岩土工程的地基处理和基坑支护,预应力锚杆(索)及相关技术的研究,对工程建设得以安全高效完成具有越来越重要的现实意义。预应力锚杆(索)技术中关键一环,是其在不同岩土层的锚固力、锚固长度设计问题。而我国现行规范一直沿用一些较旧的理论笼统地对锚杆的设计和试验进行统一规定,存在着一些不足,在一些较复杂的地质条件下无法因应锚杆的实际锚固情况进行相关设计参数的准确计算,设计人员往往只能凭经验进行预应力锚杆的设计,从而出现设计过于保守或可靠性不足等的问题,导致出现不必要的经济浪费或安全隐患。此时,预应力锚杆基本试验对于验证锚杆设计是否合理恰当,意义就显得尤为重要了。近年来,国内外学者对于预应力锚杆(索)锚固段的锚固破坏机理等理论和锚固力、有效锚固长度计算等设计参数问题都专门进行了研究,也取得了一些进展,但大多都是通过室内模型试验进行模拟分析,结合工程具体实际和锚杆(索)基本试验的实测数据来进行研究的还不多,还存在不少值得商榷的地方。
本文结合工程试验实际,对这一课题进行了研究。主要内容包括:⑴分别介绍了预应力锚杆(索)在桩锚支护和复合土钉支护这两种广州地区较常见和典型的基坑支护工程中的应用,然后根据基坑支护设计方案分别制定了相应的锚杆(索)基本试验方案,并进行试验;⑵利用收集到的试验实测数据整理并绘制了“锚杆(索)弹性变形与塑性位移数据汇总表”、“Q-S曲线”、“Q-Se曲线”及“Q-Sp曲线”等图表,并对试验中在具体岩土条件下预应力锚杆(索)出现的变形过程进行了分析,从而得出了锚杆(索)极限抗拔力等试验结果;⑶通过对两次试验进行的对比分析,将试验结果与部分学者提出的预应力锚杆(索)锚固破坏机理理论进行了图表形态上的拟合对比,验证了相关理论合理性;
本研究通过对试验过程及结果的分析,提出了以下几点建议:①用于抗拔力试验而预留的锚杆(索)自由段长度在试验中不能忽略,相关规范对其应加以考虑;②对于锚固于泥质砂岩等极软岩的预应力锚杆(索),进行有效锚固长度等设计参数计算时,不应将其划分为岩层锚杆,宜将其作为土层锚杆去考虑和设计;③应把锚头总位移、锚头弹性位移回弹率及最大荷载下锚头位移是否趋于稳定等各方面因素都综合考虑来作为判断锚杆(索)承载能力和可靠性的依据。以上研究成果,可使预应力锚杆(索)的设计和试验更贴近工程实际,为今后的相关研究提供一定的依据,使预应力锚杆(索)这一技术能更好地为国家工程建设服务。