囊式擴(kuò)體錨桿現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析及承載力計(jì)算模式研究.pdf

1、囊式擴(kuò)體錨桿是基于傳統(tǒng)錨桿在桿體的端部通過(guò)增加橡膠囊袋而形成的一種新型擴(kuò)體錨固技術(shù)。橡膠囊袋氣密性好、承載力高且抗摩擦、耐腐蝕能力強(qiáng)，通過(guò)注漿膨脹可以形成高質(zhì)量的錨固體，能夠克服傳統(tǒng)錨桿錨固體強(qiáng)度低、施工質(zhì)量差的缺點(diǎn)。該新型錨桿自從被研究出來(lái)以后，由于其承載力高、成本低、應(yīng)用范圍廣且施工簡(jiǎn)便的特點(diǎn)，已在國(guó)內(nèi)許多工程中得到成功的應(yīng)用，然而目前關(guān)于該新型錨桿的研究仍比較匱乏，理論認(rèn)知遠(yuǎn)落后于工程應(yīng)用。因此有必要對(duì)囊式擴(kuò)體錨桿繼續(xù)展開(kāi)深入地研

2、究。
　　采用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)與有限元分析相結(jié)合的方法，在變化擴(kuò)體段高噴壓力和囊袋注漿壓力情況下，對(duì)囊式擴(kuò)體錨桿的受力機(jī)理、軸力和側(cè)摩阻力分布進(jìn)行了研究；通過(guò)改變不同的參數(shù)，探討得出囊式擴(kuò)體錨桿極限承載力的主要影響因素；同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和有限元模擬基礎(chǔ)上，對(duì)比分析了囊式擴(kuò)體錨桿不同承載力計(jì)算模式及其適用條件。主要的研究成果及結(jié)論如下：
　?。?）囊式擴(kuò)體錨桿極限承載力與擴(kuò)體段高噴壓力和囊袋注漿壓力呈線性增加關(guān)系，在其他參數(shù)相同的情

3、況下，注漿壓力超過(guò)1.5MPa后，極限承載力提高效果并不顯著；與傳統(tǒng)無(wú)囊式擴(kuò)體錨桿相比，新型錨桿增加預(yù)制囊袋，承載力提高幅度在27％~43%。
　?。?）粉質(zhì)黏土中深埋型囊式擴(kuò)體錨桿的最終破壞形式為擴(kuò)體段端承面土體發(fā)生局部剪切破壞。當(dāng)拉拔荷載較小時(shí)，錨桿主要靠側(cè)摩阻力提供抗拔力，超過(guò)500kN后端承力開(kāi)始發(fā)揮作用，且端承作用越來(lái)越明顯而側(cè)摩阻力趨于穩(wěn)定；荷載達(dá)到625kN時(shí)擴(kuò)體段端承面土體開(kāi)始出現(xiàn)塑性應(yīng)變，且隨著荷載增大塑性區(qū)域不

4、斷向外擴(kuò)張，達(dá)到極限荷載時(shí)塑性區(qū)域呈現(xiàn)蝴蝶翅狀。
　?。?）囊袋膨脹壓力對(duì)錨周土體的擠壓作用有限，超過(guò)一定值后繼續(xù)增大膨脹壓力，承載力不發(fā)生變化。在膨脹擠壓作用下囊袋呈現(xiàn)上大下小的倒錐臺(tái)狀，不規(guī)則的擴(kuò)體段形狀及膨脹后的土體特性對(duì)承載力均有顯著影響；通過(guò)分析不同參數(shù)對(duì)承載力的影響，認(rèn)為囊袋長(zhǎng)度、擴(kuò)體段直徑和擴(kuò)體段埋深對(duì)極限承載力的影響最為顯著，土體參數(shù)和囊袋注漿壓力次之，擴(kuò)體段長(zhǎng)度對(duì)承載力的影響最小。
　　（4）通過(guò)囊式擴(kuò)體錨