[发明专利]全长粘结性土锚脱粘长度及动态锚固力测定方法

说明书

本发明公开了一种全长粘结性土锚脱粘长度及动态锚固力测定方法。本发明主要是，基于锚土界面优势剪切破坏特征，根据杆体与锚固体完全耦合时锚固体的总位移组成、锚土界面剪应力指数衰减特征及其滑移失效评定，确定锚固结构脱粘长度变化值，再进一步得到动态锚固力。本发明能够有效地对锚固力进行动态监测、锚固效果评价和锚固补强，减少灾害，且监测与计算过程明确，操作简便、环境适应性强、成本低，克服了锚固力固定及其复杂的动态监测技术和补强注浆量依靠经验的问题，体现了较好的理论意义和经济价值，从而能更好地指导实践。

技术领域

本发明属于岩土锚固效果评价技术与锚固补强控制方法技术领域，具体涉及一种全长粘结性土锚脱粘长度及动态锚固力测定方法。

背景技术

锚固技术的实现和发展是现代岩土工程的一个重要标志，作为岩土工程加固最有效措施之一，具有对结构的扰动小，可控制结构的变形，施工速度快，实用、安全、经济等特点，尤其预应力锚固技术能充分发挥锚固体系的自身强度和自承能力，能大大减轻结构自重，节省工程材料，降低成本等，已在建筑基坑、交通边坡、矿山边坡、桥梁锚固、硐室与地下工程等工程中被广泛应用，对推动大规模和超大规模的工程建设有着极其重要的意义。

目前，锚固工程研究的热点主要是围绕锚固段侧阻力的分布特征、极限抗拔承载力、荷载-位移关系和锚杆预应力损失等方面，取得了众多科研成果，并积累了丰富的经验。大量工程实例显示，锚固失效往往是在砂浆锚固体与岩土界面优先形成剪切滑移而破坏，特别是在土体施工开挖过程中土锚结构最为常见。土体锚固机理主要是通过杆体荷载传递来补偿开挖卸荷带荷载，使应力重分布后再达到新的平衡而稳定。在理论研究中，通常假定土锚结构介质材料是均质、连续、各向同性等，且在锚固服役期内材料的物理力学参数是不变化的，而很少考虑锚固脱粘、锚土界面相对位移和动态锚固力衰减等对锚固参数和锚固效果的影响而造成的锚固失效事故屡见不鲜，同时涉及锚固脱粘、锚土界面相对位移和动态锚固力监测检测方法的专利案例也尚不多见，并且在锚固工程设计和施工过程中仍然采用经验或半经验法，这样对锚固效果和注浆补强很难做出定量评价，加上工程上锚固力的测试大都采用锚杆应力计、声波探测、光纤位移传感技术，甚至进行的是破坏性实验，且大部分实验结果也是得到的瞬时值，锚固长度也是通过繁琐计算根据塑性区范围来确定，该类方法不仅技术难度高、成本高而且环境要求也较高，因此脱粘长度和锚固力的动态变化是一个技术难题，尚缺简便可行的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种监测与计算过程明确，操作简便、环境适应性强、成本低的全长粘结性土锚脱粘长度及动态锚固力测定方法。

本发明的目的是通过如下的技术方案来实现的：该全长粘结性土锚脱粘长度及动态锚固力测定方法，主要是：基于锚土界面优势剪切破坏特征，根据杆体与锚固体完全耦合时锚固体的总位移组成、锚土界面剪应力指数衰减特征及其滑移失效评定，确定锚固结构脱粘长度变化值，再进一步得到动态锚固力。

具体包括如下步骤：

(一)锚固结构顶端锚孔边缘锚固体与土体表面位置点位移监测网的布置，包括如下步骤：

(1)在边坡各锚固结构顶端锚孔边缘的锚固体表面及其靠近的土体表面两处布设位移监测点，在边坡以外稳定的区域布置含基桩的基准点，以基准点为原点，建立全局直角坐标系，并沿待测锚杆形成监测网；

(2)以锚固体顶端中心为原点，沿锚固体轴向及其垂直方向为坐标轴，建立局部直角坐标系；

(二)通过GPS获得步骤(一)中基准点和监测点的坐标，再通过换算得到锚固体与土体的轴向位移，确定锚土界面相对剪切位移；

(三)根据步骤(二)所测位移，理论推导得到脱粘长度；

(四)结合锚固体的总位移组成，进一步得到剩余锚固段长度的变化值；

(五)最后获得所测锚杆的动态锚固力。