[发明专利]预应力扩体锚索锚固结构变形的简化分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及土木工程岩土锚固技术领域，更具体地讲，涉及一种预应力扩体锚索锚固结构变形的简化分析方法。

背景技术

岩土工程锚固技术以其能较充分地调用和提高岩土体自身强度和自稳能力，减小结构体积和自重，节约材料和劳动力成本，有利于施工安全等优点而广泛用于深大基坑支护工程、地下空间抗浮工程等领域。随着工程界对高承载力锚杆需求增加，近年来国内外大力开发各类锚固新技术，增大锚固端直径的扩体锚索就是其中之一。

扩体锚索是一种摩擦端承型锚索，具有承载力高、变形小、安全性高等优点。近年工程应用逐渐增多，相关标准规范的推出进一步规范其设计和施工，如《高压喷射扩大头锚杆技术规范》JGJ/T 282、《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22等。当常规拉力型锚索存在抗拔承载力不足，场地地下空间有限而无法满足施工条件和变形控制要求，或是场地存在大量膨胀土、软黏土等蠕变显著地层时，宜采用扩体锚索。

为了严格控制锚固结构、地层及周边环境的变形和沉降时，还需采用预应力扩体锚索。预应力扩体锚索锚固结构变形评估的意义体现在：1)考虑锚索蠕变及应力松弛效应时，确定锚固结构物，如边坡、基坑、地下结构等，在设计使用年限内变形是否满足设计要求；2)确定锚索设计参数，如抗拔承载力、预应力张拉锁定值、自由段长度等是否合理；3)确定预应力扩体锚索的适应性；4)目前预应力锚索相关的技术标准、规范，如《高压喷射扩大头锚杆技术规范》JGJ/T 282、《岩土锚杆(索)技术规程》CECS22等，尚无确切的锚固结构的变形分析评估方法。基于以上四个方面，提出有效的预应力扩体锚索锚固结构的变形评估方法十分必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种考虑了蠕变及应力松弛效应并且能够评估在设计使用周期内锚固结构物的变形是否满足使用要求的预应力扩体锚索锚固结构变形的简化分析方法。

本发明提供了一种预应力扩体锚索锚固结构变形的简化分析方法，所述变形分析方法包括以下步骤：

A、对锚索进行循环荷载下的极限抗拔试验，获取锚索的荷载-位移循环曲线并整理得到荷载-位移曲线；

B、对锚索进行设计抗拔承载力下的蠕变试验，获取锚索的蠕变-时间关系曲线及蠕变率关系式，并确定锚索达到设计使用年限时的蠕变量；

C、利用锚索的设计抗拔承载力和所述设计使用年限时的蠕变量在荷载-位移曲线中确定锚索的预应力损失值；

D、利用锚索的设计预应力张拉锁定值和所述预应力损失值确定锚索达设计使用年限时的预应力；

E、利用锚索的设计抗拔承载力、所述达设计使用年限时的预应力以及锚索和锚固结构的设计参数计算锚索达设计使用年限时的锚索总变形；

F、利用所述达设计使用年限时的锚索总变形和锚索与锚固结构面之间的夹角确定锚固结构位移，将所述锚固结构位移与锚固结构允许位移进行对比后评估预应力扩体锚索锚固结构的变形能否满足使用要求，

其中，所述锚索为预应力扩体锚索，所述锚固结构为与预应力扩体锚索锚固连接以提供拉力、减小锚固结构位移并保证结构安全的结构，如基坑支护桩、边坡抗滑桩、地下室抗浮底板等与锚索锚固连接的结构。

与现有技术相比，本发明提供了一种考虑蠕变及应力松弛的预应力扩体锚索是否满足使用要求的变形评估方法，对验证设计参数、评估预应力扩体锚索的有效性及锚固结构安全具有重要意义，能够评估在设计使用周期内锚固结构物的变形是否满足使用要求。

附图说明

图1示出了本发明中预应力扩体锚索的结构示意图。

图2示出了本发明实施例中预应力扩体锚索结合抗滑桩(即锚固结构)进行支护的结构示意图。

图3示出了本发明实施例中锚索在循环荷载下极限抗拔试验中得到的荷载-位移循环曲线。

图4示出了本发明实施例中锚索循环荷载下极限抗拔试验中得到的荷载-位移曲线。

图5示出了本发明实施例中锚索在蠕变试验中得到的位移-时间对数曲线。

附图标记说明：

1-自由段、2-非扩体锚固段、3-扩体锚固段、4-钢绞线、5-对中支架、6-套管、7-抗滑桩、8-地面、9-锚头、10-边坡。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。