强风化花岗岩边坡锚索长期预应力损失规律及预测模型
关于锚索预应力损失及其测试方法的探讨
５∞．６６
５６２．１２
４０５．鼹
５２８．１４ ５３２．０７ ３９４．３７ ５１７．５６ ４１４．３９ ５１３．４２ ４１６２．３８５
５８．０７ ４５．４４ ４５．０３
５９．２６ ４６．５３ ５７．１９ ４９．９６
４３９．铂
４３５．９Ｂ ５７３．６３ ４５０．４４ ５５３．６１ ４５４．５８ ５０５．６２
测得首次张拉锁定时施加给锚索的预应力值。 这种测试锚索预应力值的原理是：对锚索首次进行预应力张拉锁定之后，测试时二次张
拉分为三个过程。第一个过程是在测试时张拉力小于首次张拉锁定力之前，锚索自由段的 钢绞线不起任何作用，参加变形及持二次张拉力的钢绞线是千斤顶工作夹片与锚头夹片之
间的一部分张拉段，因而二次张拉时，最直观的现象是钢绞线上的力增加的快，而钢绞线的
３锚索预应力的测试方法 ３．１用荷载传感器进行量测
这是一种常用的量测锚索预应力值的方法。通常是在锚索砂浆体及外部反力构件施工完 毕且均达到一定强度之后，将环状的荷载传感器套在锚索束上并装在锚头与锚垫板之间，传感 器上的信号线与外部测试仪相连。千斤顶对锚索进行张拉的同时，通过外部测试仪并结合荷 载传感器的事先标定关系曲线，就可以随时得到锚索的预应力值。这种测试锚索预应力值的
蚴
０趁 ０∞
０３１ ０４０
６的．７３
７１５．０８ ７１７．２４ ６８２．７５ ７２５．６４ ７０２．３１６
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３８７．２５ ３４４．３６ ３６７．６８
平均值
第二组在０．８０～１２０锚索中抽取了９孔，进行分级张拉锁定，最大张拉力为９６８ｋＮ，过了两
全强风化岩体高边坡破坏模式与锚固系统效果评价
圆状 ， 量 约 占 ２ ％ ３ ％ 含 ５ ￣ ５ 左右 ， 厚 ０ ． ５ ， 布 于 层 ～５ ８ ｍ 分 山坡坡 脚地 段 。
影 响风 化岩石 抗剪 强度 大小 的重要 因素 。 由上 述岩 性 特 征来 看 ， 风 化残 积 土 、 风 化 页 岩 在 全 中 ，普 遍含有 小块 石土 和风化 不 完全 的长 石石 英砂 岩 、 页岩 等 ， 径 一 般 ５ １ｃ 。这 些颗 粒 本身 的强度 变 化 粒 因地 制 宜 进行 合 理 有效 的分析 和
评 价 。●
［］ ６ 交通部第二公路勘察 设计 院．路基．北京 ： 民交通出版社 ， 人
１ ９ ． ：４ ～６ ９６ ５ Ｏ Ｏ
［］ ７ 张宏 博 ， 李英 勇， 修 广 ． 边 坡 锚 固 工程 中锚 索预 应 力 的变 化 宋 研 究 ． 山东 工 学 学报 （ 学版 ） ２ ０ ． ２ ７ ￣ ５８ 工 ，０２ １ ：５ ５ ７
岩 土 工程 中 的锚 固技 术 是应 用锚 杆 或锚 索 对 岩 土
份 主 要为 页岩 ， 角～ 次棱 角状 ， 棱 含量 约 占 ７ ％ ５ 以上 ， 层
厚 ０ １．０ ， 要 分 布在 山坡 上 。 卵夹 石 土 ， ～ ３ ２ｍ 主 灰黄 绿
色、 红色 ， ， 紫 湿 中密 ， 份 主要 为长 石 石 英 砂 岩 、 岩 成 页
很 大 ， 的可 以用 手捏 碎 ， 的用 锤击才 碎 。 有 有
一
般 情 况下 ， 粗粒 含 量 增加 时 ， 抗 剪 强度 会 不 同 其
小 块石 土 ， 黄绿 色 、 灰 紫红色 ， 湿 ， 密 ～ 中密 ， 稍 稍 成
边坡锚固锚索预应力损失原因浅析
边坡锚固锚索预应力损失原因浅析1引言预应力锚索广泛应用于岩土边坡锚固，锚固技术的关键在于其预应力的大小及损失的程度，只有保持足够的恒久预应力，才能达到最佳的锚固效果。
因此，预应力损失的大小直接关系到锚索的锚固效果，甚至于关系到整个工程的成功与否。
本文根据工程施工经验以及锚索应力监测数据的分析，探讨了影响预应力损失的诸多因素，针对性的提出了预应力损失的防治措施。
2锚索预应力损失影响预应力损失的因素较多也很复杂，既有锚索材料性能、锚具、张拉设备引起的损失，也有地层、结构物的压缩和徐变引起的损失，还有施工质量引起的损失。
总之，预应力损失主要分为三大类，即张拉过程的损失、锚索锁定过程的损失和锚索工作过程的预应力损失。
2.1张拉过程的损失2.1.1钻孔质量形成的预应力损失张拉过程的预应力损失主要指预应力锚索自由段索体同孔壁的摩擦所造成的损失。
如果钻孔平直，锚索安装后顺直，则锚索同孔壁的摩擦产生的预应力损失很小或不产生损失。
但目前国内锚索成孔主要采用气动潜孔锤冲击回转钻进，受钻进工艺的限制，钻孔弯曲不可避免，造成了自由段与岩壁间存在一个或多个接触点，这种接触点的存在，将导致摩擦力的产生，从而使锚固预应力发生沿程损失，而且孔斜率越大，錨索预应力损失也越大。
在相同的孔斜率条件下，锚索张拉荷载越大，预应力损失也越大。
2.1.2 锚垫板与锚索轴线的垂直度产生的预应力损失在锚索的施工过程中，施工队伍的技术水平直接关系到锚索锚垫板的安装质量。
本次以2012年山西某矿山边坡治理工程的14个锚索测力计的安装过程的预应力监测数据比较，分析锚垫板与锚索轴线的垂直度与预应力损失的关系。
工程设计选用了2700KN级预应力锚索，索体采用18根直径为15.24mm、7丝低松弛1860MPa钢绞线制作，锚固段长度8m，锚索长度40m及45m交错布置。
锚索张拉分4个区进行，每个区布置测力计3-4台，共布设14台锚索测力计。
布置测力计的锚索优先张拉，以确定该区域锚索的张拉工艺及超张拉值，确保锁定值符合设计及规范要求。
边坡加固中预应力锚索失效机制与失效效应研究
900 850 800 750 700 650 600 550 500 2002-4-4 2002-5-24 2002-7-13 2002-9-1 2002-10-21 观测日期/年-月-日 ML2 ML3 ML4 ML5 ML7 ML8
（1）昼夜温度的影响 随机选取锚索进行了现场实测，测试时环境温 度昼夜温差 5～6 ℃，12：00 左右温度最高，24：00 左右温度最低。图 1 表明，锚索拉力值的变化规律 与温度变化是相符合的，表现为先增大后减小，变 化幅度约为 24 kN，占锚索应力值的 4.2 %，表现出 一种较小幅度的循环加载特征。
（1. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100Байду номын сангаас44, China; 2. Highway Bureau of Shandong Provincial Department of Communications, Jinan 250002, China;3. School of Civil and Hydraulic Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China）
根据工程地质剖面图及室内岩体强度试验结果确定材料参数见表k24边坡的计算网格断面图fig9gridhighslopemodel间距根失效c有效围压b岩体与锚索之间的相对剪切位移预应力锚索黏聚力作用示意图fig7diagramgroutedcablesystem预应力锚索的内锚固段力学模型fig8mechanicalmodelfixedbodyprestressedanchorcable10锚索失效数量与失效位置示意图fig10locationfailurecables43单锚失效效应431单锚失效后周围锚索拉力值的变化1单锚失效影响范围及影响因子11可知单锚失效后对邻近锚索拉力存在影响但与现场卸荷试验中的锚索点相比计算得到的拉力增量偏小分析原因认为现场选取试验点位于出水量较大的坡体试验时岩体强度相对较低锚索承担的下滑力较大
预应力锚索锚固荷载的变化规律及预测模型
2、应力峰值与锚固长度有关
预应力锚索锚固段的应力峰值与锚固长度有着密切的关系。在一定范围内， 随着锚固长度的增加，应力峰值会减小。这是因为随着锚固长度的增加，锚固段 可以更好地分散承载，从而降低了应力峰值。但当锚固长度过长时，应力峰值反 而会增大，这是因为过长的锚固段会导致约束增大，限制了中间部分的自由伸缩。
预应力锚索锚固荷载的变化规律
1、温度影响
预应力锚索锚固荷载在不同温度下会产生不同的变化。一般来说，随着温度 的升高，锚固荷载会略有降低，这主要是因为高温会导致混凝土徐变和蠕变增加， 从而影响锚固效果。相反，随着温度的降低，锚固荷载会有所增加，这可能与低 温下混凝土的收缩和冷缩减小有关。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、湿度影响
在预应力锚索中，锚固段的应力分布受到多种因素的影响，如材料性质、锚 固长度、锚固方式等。通过理论分析和实践应用，我们可以得出以下规律：
1、应力分布不均匀
预应力锚索锚固段的应力分布并不均匀，呈现两端高、中间低的趋势。这是 由于锚固段的两端受到约束，无法自由伸缩，而中间部分则可以自由伸缩，因此 应力相对较低。这种现象在工程实践中得到了验证，如桥梁工程中的体外预应力 锚索，其锚固段的应力分布也呈现出类似的规律。
1、实验方案
为了验证预测模型的准确性和实用性，设计了一系列实验进行测试。实验中， 对预应力锚索进行加载，并实时记录锚固荷载的变化。同时，通过控制变量法， 分别考察不同因素（温度、湿度、时间、预应力等）对锚固荷载的影响。
2、实验数据采集
在实验过程中，对预应力锚索的锚固荷载进行了实时监测和记录。在不同因 素条件下，收集了大量的数据。
3、实验结果分析
通过对实验数据的分析，发现预测模型能够较准确地预测不同因素条件下预 应力锚索锚固荷载的变化。模型的预测结果与实际测试数据的误差较小，具有较 高的实用价值。
浅谈锚索预应力损失原因及应对措施
浅谈锚索预应力损失原因及应对措施摘要：以青岛某医院大楼深基坑支护工程为例，对预应力锚索应力损失的各因素进行了分析并改进施工细节，在一定程度上减小了预应力锚索的应力损失。
减少预应力锚索的应力损失对基坑及周边建筑的的安全具有重大意义。
关键词：预应力锚杆；应力损失；基坑Abstract: the Qingdao a hospital building deep foundation pit bracing engineering as an example, the loss of prestressed anchor stress analysed the factors and improve the construction details, and, to some extent, reduce the loss of prestressed anchor stress. Reduce the loss of prestressed anchor stress of foundation pit and surrounding buildings of the safety is of great significance.Keywords: prestressed anchor; Stress loss; Foundation pit引言预应力锚固作为一种主动支护手段，在桩锚支护中，锚杆利用一定的预应力主动制约土体变形和结构破坏。
锚杆预应力大小对锚杆发挥主动制约作用与支护体系稳定至关重要。
然而，锚杆在张拉过程中及锁定后的预应力均有不同程度的损失，如果损失过大，将达不到设计所要求的预应力值。
基坑支护中，锚杆张拉及锁定后的预应力损失是一普遍现象，本文通过某深基坑工程的现场测试，对基坑支护锚杆预应力损失问题加以说明和分析。
1. 工程概况该工程基坑深度为17.2米，土质以强风化、中风化岩为主。
锚索外部受力体系为间距2米，宽、厚各为30cm的C25钢筋混凝土格构梁。
边坡加固锚索预应力损失的探讨
（ ）锚索张拉锁定的影响 １
一
方面是每级张拉荷载之间稳定时间的影响，稳定时间长 ，锚索张拉的充分 ，则应力分布较均
匀 ，预应力损失较小：另一方面是锁定影响，由于夹片弹性回缩从而造成预应力损失。
（ ）冲击力对锚索预应力的影响 ２
在边坡加固施工过程 中，锚索会受各种冲击力的影响，如施工爆破 、重型机械的冲击等影响， 这些冲击力均可能引起预应力的损失，且相关资料表 明，该预应力损失量较长期静荷载引起的预应
力损失量大。冲击作用会使固定软弱岩层中的锚索预应力和承载力发生变化，尤其是对稳定性较差
的松散岩体会产生较大的影响。 ３ ． ４降雨对锚索预应力变化的影响
研究表明【】 ３ ，降雨量及降雨历时对锚固力有较为显著的影响，并且其影响程度 的大小与岩体稳
定性直接相关。对于坡体稳定性较好 ，强度较高，渗透系数较小的坡体，降雨对锚索有效预应力的
浙江省金丽温高速公路高边坡加固工程的长期监测资料阁分析表明，锚索预应 力的瞬时变化规 律、短期变化规律及长期变化规律各不相同，可分别归纳如下：
６ ０
维普资讯
第１ 期
任丽芳，等
边坡加固锚索预应力损 失的探讨
４ ． １锚索锁定 的瞬时预应力损失变化规律 由于预应力锚索的外锚采用夹片 自锚体系，在千斤顶回油的瞬间，其钢绞线不可避免的向坡内
边 坡加 固锚索预应 力损失的探讨
任丽芳 周敏娟 穆兰
００４ ） ５０１ （ 家庄铁路职业技术学院 石 河北石家庄
摘要 ：锚索预应力损失问题是关系到锚固工程安全与否的重要因素。通过对相关边坡工程的监 测资料分析，探讨预应力锚索加固边坡的机理 、锚索预应力损失的影响因素以及锚索预应力的变化
锚索监测影响因素以及变化规律
锚索监测影响因素锚索(anchor cable)：锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。
锚索的张拉张拉锚索前需对张拉设备进行标定。
标定时，将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好，在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次，取平均值，绘出千斤顶出力（KN）和压力表指示的压强（MPa）曲线，作为锚索张拉时的依据。
因国产压力表初始起动压强不完全相同，所以，标定曲线上必须注明标定时的压力表号，使用中不得调换。
压力表损坏或拆装千斤顶后，要重新标定。
若锚索是由少数钢纹线组成，可采用整体分级张拉的程序，每级稳定时间2~3min；若锚索是由多根钢纹线组成，组装长度不会完全相同，为了提高锚索各钢绞线受力的均匀度，采用先单根张拉，3天后再整体补偿张拉的程序。
工艺流程施工准备—锚孔钻造—锚索制安—锚孔注浆—腰梁 (锚梁、锚墩或十字架梁、型钢支架）施工—腰梁与桩间用混凝土填充密实—锚孔张拉锁定-验收封锚。
其主要施工环节有两个：一是锚孔成孔，锚孔成孔的技术关键是如何防止孔壁坍塌、卡钻；二是锚孔注浆，注浆的技术关键是如何将孔底的空气、岩（土）沉渣和地下水体排出孔外，保证注浆饱满密实。
预应力锚索：通过对预应力锚索施加张拉力，使岩体或混凝土结构物达到稳定状态或改善其内部应力状况的技术措施。
随着时间推移，由于钢绞线松弛、岩体的蠕变、降雨温度变化等因素锚索的预应力锁定值会有所变化即发生预应力损失。
预应力损失分为三个过程：张拉、锁定以及时间变化。
施工期结束后锚索测力计受到降雨、温度变化影响会有小量的变化。
但幅度远小于施工期。
地震作用下边坡发生了向坡外的变形，锚索为抑制坡体的变形，预应力值增大。
地震动荷载作用下，锚索能有效的抑制坡体的变形，且锚索支护对变形的抑制作用高于锚杆支护。
锚索预应力损失变化规律分析
锚索预应力损失变化规律分析作者：谌军来源：《建筑工程技术与设计》2015年第03期【摘要】目前预应力锚索加固技术已经得到广泛应用，但对锚索锁定后的预应力变化规律还缺乏深入的研究，尤其对锚索预应力的瞬时损失和长期稳定性还缺乏系统全面的认识。
本文简要分析了影响预应力变化的主要因素及变化特点，主要包括锚索材料、施工影响及外部因素等，对进一步综合归纳预应力变化的规律有一定的参考价值。
【关键词】预应力锚索、应力损失、影响因素、变化特点一、材料对预应力的影响1. 工程应用中常采用低松弛的钢绞线作为锚索体材料，以减少锚固力的损失。
制造锚索的钢材以高强度低松弛的钢绞线为宜，特别是预应力锚索。
组成锚索体的钢绞线受锚固力锁定时锚具回放及索体松弛等因素的影响，将产生一定量的锚固力减少。
锚索在巨大的初始预应力作用下钢材松弛，长期受荷的钢材预应力松弛损失量通常为5%～10%。
通过对各类钢材进行实验，结果发现：受荷100h后的松弛损失约为受荷1h所产生损失的两倍；约为受荷1000h后应力损失量的80%，约为受荷30年之后损失量的40%。
松弛损失量随着钢材的受荷状况变化。
随着荷载增加，损失在常温下会明显的增加。
钢材预应力值达到75%保证抗拉强度条件下，稳定化了钢丝和钢架线应力损失为1.5%，而普通消除应力钢材的应力损失量为5%～10%。
同时发现，长期受荷的钢材由于徐变引起的变形也会使预应力发生损失，一般这种损失可以忽略不计。
因此，设计张拉时预应力钢材强度利用系数不超过0.65～0.70，超张拉时不超过0.75～0.78，同时要求使用低松弛预应力材料。
此外，锚索索体的耐腐蚀性、耐锈蚀性、加工质量及施工质量的不同等因素都会在不同程度上影响预应力损失，施工时宜选用不易被腐蚀和加工质量较好的钢绞线。
2. 树脂锚固剂是一种不溶于水的化学物质。
在充分搅拌均匀后，开始进行化学反应并逐渐固化，体积有微量收缩，伴随着放热现象。
当开始固化的瞬间，锚固剂不能受外力搅伴，否则会彻底破坏了锚固剂的力学性能，形成碎砾状固化颗粒，没有粘结力，造成锚固失效。
边坡加固锚索预应力变化规律分析
由于锚索预应力的锁定损失主要与锚索的回缩 量有关，因此，通过其锁定损失可以反算出锚索的 回缩量。通过计算可以得出，对于 40 m 长度的锚索， 其锁定时的平均回缩量为 9.6 mm；而对于 22～23 m 锚索，其锁定时的平均回缩量为 10.6 mm(计算时以 22.5 m 长度计算)。其中，40 m 长的锚索平均锁定 回缩量略小于 22～23 m 长的锚索，其原因在于孔壁 摩擦力的作用。锚索在张拉和锁定回缩的过程中均 会受到孔壁摩擦的影响而限制其运动，锚索越长， 其摩擦作用越明显，从而导致了较长的锚索锁定回 缩量略小于较短的锚索回缩量。而对于锁定损失， 锚索越长，单位长度的索体回缩率则越小，使得 锁定损失较小。
目前也有些文献[7，8]对三峡工程船闸高边坡锚 索有效预应力变化的监测进行了报道，对其锚索的 应力损失进行了统计分析，并对一些典型部位的锚 索受力状态进行了探讨，总结出锚索预应力变化的 一些规律。但是该工程所涉及的岩体是坚硬的花岗 岩，岩体在受压缩状态下的蠕变相对较小。而其他 实际边坡工程中许多需要加固的岩体都比较破碎， 岩性相对较差，对于破碎岩质边坡的锚索有效预应 力的变化规律，目前还没有相关的文献进行系统深 入的研究。
预应力锚索作用机理及预应力损失因素初探
预应力锚索作用机理及预应力损失因素初探摘要：边坡预应力锚索加固技术是一种利用岩土体自身强度主动加固方式，预应力锚索施工过程中尽可能减少对被锚固土体或岩体的扰动，影响锚索预应力损失的原因很多，主要有锚索体材料的应力松弛、岩体变形、混凝土的收缩及蠕变、张拉顺序、环境因素以及锚具和张拉设备引起的预应力损失，本文探讨了其破坏机理与影响因素。
关键词：预应力锚索，作用机理，影响因素边坡预应力锚索加固技术是一种利用岩土体自身强度主动加固方式，预应力锚索施工过程中尽可能减少对被锚固土体或岩体的扰动，最大程度避免了对既有边坡的整体性产生进一步的破坏，并通过锚固技术合理地利用边坡岩体或土体自身强度，具有保护边坡原有结构，造价低等特点，被广泛应用于铁路、公路等边坡滑坡治理和加固工程中。
1、预应力锚索的作用机理预应力锚索比较细长,不能提供弯曲抗力，仅能提供轴向抗拉，是一维结构单元，其通过外端固定于坡面，另一端穿过边坡滑动面，锚固于边坡内部稳定岩土体中，通过锚索施加的预应力，加大滑移面上的法向压力，从而产生抗滑阻力，使边坡岩土体的结构面处于受压状态，从而增大抗滑阻力，以提高边坡岩土体的整体性，改善岩土体的力学性能，有效控制岩体的位移，增加边坡稳定性，达到治理滑坡及危岩危石的目的。
预应力锚索锚固作用主要有两种，其一是锚索的物理效应，即使岩体复合成一体，从而提高岩体的整体稳定性；其二是对边坡表面提供压力以约束边坡向临空方向产生变形。
（1）锚索的物理效应锚索的物理效应是通过改变边坡岩土体一系列的物理性质达到的，例如，压力注浆材料通过锚索孔扩散到岩体裂隙以及结构面中，从而改善提高了边坡岩体结构面的力学性能，进而提高边坡岩体的整体性；预应力锚索的预紧力产生的法向拉力一方面通过外置锚头作用于边坡表面，另一方面通过锚固段注浆材料和岩体之间的粘结作用于岩体内部，使边坡岩体成为由锚索、注浆体和岩体相互作用的复合体，增加了岩体整体刚度，从而提高岩体的整体稳定性。
预应力锚索在边坡施工中的难点分析及处理
第6期(总第230期)工程应用・预应力錨索在边披施工中的堆点分析及处理刘用俊(福建省东辰建设工程集团有限公司，福建福卅350000)摘要以龙岩市某项目边坡支护及挡墙工程为例，首先根据工程概况及工程地质条件简单介绍了该工程的高边坡防护加固设计方案，然后从八个方面详细阐述了压力分散型预应力锚索的施工要点，最后针对试验孔的认知问题、无粘结理解问题、半成晶保护问题、锚索张拉问题、预应力损失问题等施工难点进行了深入探讨并给出了相应的处理措施。
关键词压力分散型锚索;预应力锚索；边坡工程;病害治理1工程概况本工程位于龙岩市新罗区曹溪街道董邦村，为剥蚀残山地貌，西侧为莲庄南路，北侧为在建恒大绿洲一期，东侧为树林及现有民房。
建设场地分台阶进行阶梯状整平，场地整平后周边形成多处挖方边坡或填方边坡,边坡坡顶与坡底为道路或拟建建筑。
本工程挖填方边坡属永久性建筑边坡，总长度约720m,最大高度约为32m,安全等级为一级，边坡重要性系数为1.1，设计使用年限为50年，抗震设防烈度为6°,设计基本地震加速度为0.05g o永久边坡支护范围内各岩土层主要物理力学参数推荐值见表lo表1天然地基岩、土工程特性指标值一览表地层天然重度^/(kN/m3)土钉极限粘结强度标准值Xfc/kPa地基土侧向抗力系数的比羽索数祝抗剪强度(直接快剪/饱和快剪).渗透系数K/(cm/s)内聚力C/kPa内摩擦角＜p/(°)杂(素)填土①18.324 2.510/1212/140.25粉质粘土(坡积)②18.940422/29.0715/18.49 5.06x10-3残积粘性土③18.6460610/14.321/24.930.043全风化粉砂岩④T19.570824/2623/250.17砂土状强风化粉砂岩⑤T19.7851124/2623/250.17砂土状强风化碳质粉砂岩⑤-219.7851127/2825/280.17碎块状强风化粉砂岩⑥T21.51101540/4530/320.17碎块状强风化碳质粉砂岩⑥-221.51101540/4530/320.172高边坡防护加固设计方案支护结构共3个坡段。
不同岩性条件下预应力锚索锚固力损失规律研究
４软弱岩体条件下锚索锚 固力损失规律
转自 《 工程地质 学报 》２ ０ １ ２ 年０ ５ 期
岩土体蠕变导致的锚索锚固力损失也就越大。
研宄 应闲
ＰＲ Ｅ ＳＴ Ｒ ＥＳ Ｓ Ｔ Ｅ ＣＨ ＮＯＬ Ｏ ＧＹ
《 预左 技 末 》 ２ ０ １ ６ 年 第 ５ 期 总 第１ １ ８ 期
（ ２ ）压缩 变形影 响 ：锚 索穿过天 然的 断
程 的经济效益和社会效益 。 关键词 ： 岩土体性质 锚 固力损失 规律 预应力锚索
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ３ ２ １ １ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｐ ｓ ｔ ｅ ｃ ｈ ． ２ ０ １ ６ ． ０ ５ ． ０ ０ ２
１ 引言
预应力锚索锚固技术 因具有诸多优点而广泛 应用岩土工程锚 固领域 ， 影响锚 固效果的因素多 而复杂，并且各 因素之间又相互影响。不同岩土 体性 质条 件下 ，预应力锚 索锚 固力损 失规律不 同， 其锚 固效果亦差异较大 。 岩土体 的变形既表现为 弹性变形 和塑性 变 形 ，又具有流变特征【 ４ Ｊ 。岩土体具有不连续性和 各 向异性 ，在外力作用下 ，岩土体内部结构和各 个组成单元会发生塑性变形或相对变位 ，岩土体
对于泥岩 、页岩 、粉砂岩和泥质矿岩等软弱 岩体 ，在长期外力作用下岩体会发生显著的蠕变
变形 Ｊ ，其 特征 是 ：锚 固力压 缩岩 层产 生 的变形
载，这种反复挤压与松弛的作用使得压密过程大
锚索预应力损失模型及预应力补偿时机分析
第53卷第6期2022年6月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.53No.6Jun.2022锚索预应力损失模型及预应力补偿时机分析史克友1，吴小萍1,2,3，王泽坤1(1.中南大学土木工程学院，湖南长沙，410075；2.中南大学高速铁路建造技术国家工程实验室，湖南长沙，410075；3.伦敦大学学院交通研究中心，英国伦敦，WC1E 6BT)摘要：对锚固边坡而言，建立锚索预应力损失模型的前提是假设岩体均匀受力，而框格梁是岩体均匀受力的保障，在框格梁的作用下，岩土体的实际受力情况更接近于假设条件。
鉴于此，考虑锚索、框格梁及岩体三者之间的相互作用关系，建立新的锚索预应力损失模型，并通过对比分析现场监测数据及已有模型的计算结果，验证新建模型的准确性和适用性。
另外，基于新建模型，对不同时间节点下锚索的2次张拉效果进行分析，探讨锚索预应力的后期补偿时机。
研究结果表明：考虑框格梁的作用后，新建模型的精度更高，新建模型不仅可以对锚索预应力的损失量进行计算，同时可以对锚索预应力达到稳定的时间进行准确预测；施工完成20d 后对锚索进行2次张拉均可达到理想的预应力补偿效果；锚索原预应力损失程度不同，其2次张拉效果也不相同，锚索的原预应力损失量越大，2次张拉时，其预应力补偿效果越明显。
关键词：锚索预应力；蠕变模型；预应力补偿；框格梁；预应力损失中图分类号：TU43；U24文献标志码：A文章编号：1672-7207（2022）06-2134-09Analysis of prestress loss model and prestress compensation timeof anchor cableSHI Keyou 1,WU Xiaoping 1,2,3,WANG Zekun 1(1.School of Civil Engineering,Central South University,Changsha 410075,China;2.National Engineering Laboratory for High Speed Railway Construction,Central South University,Changsha 410075,China;3.Centre for Transport Studies,University College London,London WC1E 6BT,UK)Abstract:For the anchored slope,the premise of the anchor cable prestress loss model is to assume that the rock mass is uniformly stressed,the frame beam is the guarantee of the uniform stress of the rock mass,and the actual stress of the rock mass can be closer to the assumed condition under the action of the frame beam.Considering the收稿日期：2021−07−05；修回日期：2021−09−12基金项目(Foundation item)：国家自然科学基金资助项目(51878672)；湖南省交通科技项目(201901)(Project(51878672)supported by the National Natural Science Foundation of China;Project(201901)supported by the Traffic Science and Technology Program of Hunan Province)通信作者：吴小萍，博士，教授，从事道路与铁道工程研究；E-mail ：************.cnDOI:10.11817/j.issn.1672-7207.2022.06.015引用格式：史克友,吴小萍,王泽坤.锚索预应力损失模型及预应力补偿时机分析[J].中南大学学报(自然科学版),2022,53(6):2134−2142.Citation:SHI Keyou,WU Xiaoping,WANG Zekun.Analysis of prestress loss model and prestress compensation time of anchor cable [J].Journal of Central South University(Science and Technology),2022,53(6):2134−2142.第6期史克友，等：锚索预应力损失模型及预应力补偿时机分析interaction among anchor cable,frame beam and rock mass,a new model of prestress loss of anchor cables was established.The accuracy and applicability of the new model were verified by comparing and analyzing the field monitoring data and the calculation results in the existing models.In addition,based on the new model,the effect of the retension of the anchor cable at different time nodes was analyzed,and the later compensation time of anchor cable prestress was discussed.The results show that the accuracy of the new model is higher after considering the effect of the frame beam,and the new model can not only calculate the loss of prestress of anchor cable,but also accurately predict the time when the prestress of anchor cable reaches the stable stage.The ideal effect of prestress compensation can all be achieved when the anchor cable is retension in each time point after 20d of the construction completion.The original prestress loss of the anchor cable is different,and the retension effect is also different.The greater the loss of the original prestress of the anchor cable,the more obvious the prestress compensation effect during the retension.Key words:prestress of anchor cable;creep model;prestress compensation;frame beam;prestress loss在修建高速公路、铁路过程中，需要对沿线开挖的边坡进行支护，以提高开挖边坡的稳定性，从而保证道路的运营安全[1−3]。
预应力锚索预应力损失特征及模型研究
收稿日期:2006Ο11Ο02;修回日期:2007Ο04Ο09作者简介:景 锋(1974Ο),男,山西永济人,工程师,中国科学院博士研究生,主要从事岩石力学安全监测、岩体加固和地应力等方面的研究工作,(电话)027Ο82829887(电子信箱)fjing @ 。
文章编号:1001Ο5485(2007)05Ο0052Ο04预应力锚索预应力损失特征及模型研究景 锋,余美万,边智华,尹健民(长江科学院水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉 430070)摘要:总结了预应力锚索的预应力变化规律以及影响预应力变化的各种因素,基于岩体流变和锚索松弛的耦合作用,推导了锚索预应力变化的数学模型。
该模型反映了锚索预应力变化的实质,可较精确计算锚索预应力的变化情况,并能预测锚索的最终有效预应力。
该模型工程应用证明锚索预应力的计算值与实测值相当接近且变化规律基本相同。
关 键 词:预应力锚索;预应力损失特性;预应力损失模型中图分类号:TV332 文献标识码:A 预应力锚固技术因可以充分发挥岩体的自稳能力,保证工程的安全和稳定,已成为水利水电、矿山、铁路等行业中一种行之有效的加固手段[1]。
大量实践和研究证明,锚索预应力存在时间效应问题,特别在软岩中更为显著。
由于锚索的有效预应力是关系到锚固工程成败的关键之一,所以锚索预应力变化规律及变化趋势研究已成为国内外岩土锚固工程界关注的问题之一。
由于所加固岩体的复杂性以及工程布置和施工过程的多样性,锚索的工作性态极其复杂,如何根据影响锚索预应力变化的主要因素,建立一种既能考虑锚索预应力损失变化的本质,又能较精确地预测锚索预应力的损失情况及最终损失量的简单实用的数学模型,具有一定的理论和工程意义。
1 锚索预应力损失主要因素锚索预应力损失来源于钢绞线变形、锚具的楔滑和岩体变形等,各因素在不同时段对锚索的预应力影响程度各不相同[2～4]。
1.1 钢绞线松弛对预应力损失的影响由于锚索钢绞线在巨大的初始应力作用下会发生变形,从而引起松弛。
锚索预应力变化影响因素及模型研究
第27卷增1岩石力学与工程学报V ol.27 Supp.1 2008年6月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering June，2008 锚索预应力变化影响因素及模型研究李英勇1，2，王梦恕1，张顶立1，张思峰3(1. 北京交通大学，北京 100044；2. 山东省交通厅公路局，山东济南 250002；3. 山东建筑大学，山东济南 250101)摘要：岩土体在预应力锚索作用下的压缩变形、锚索自身松弛、周围环境条件的变化等都能引起预应力的变动或损失，这种变化对加固效果和岩土体的稳定性具有十分重要的影响。
在综合分析锚索预应力阶段变化特点的基础上，将影响锚索预应力变化的因素归结为可补救、长期作用和周期波动三类，并分别进行了定量和定性分析。
根据岩土材料蠕变特性和金属材料松弛特性，采用四参数组合模型反映其相互作用影响。
通过实际工程现场长期监测数据，验证了模型的合理性，并建立了考虑波动因素的预应力长期变化峰值预测公式，以用于分析预应力锚固工程的长期稳定性。
关键词：边坡工程；锚索；预应力变化；影响因素；预测模型中图分类号：P 642.22 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2008)增1–3140–07 STUDY ON INFLUENTIAL FACTORS AND MODEL FOR V ARIATION OFANCHOR CABLE PRESTRESSLI Yingyong 1，2，WANG Mengshu1，ZHANG Dingli1，ZHANG Sifeng 3(1. Beijing Jiaotong University，Beijing100044，China；2. Highway Bureau of Communication Department of Shandong Province，Jinan，Shandong250002，China；3. Shandong Jianzhu University，Jinan，Shandong250101，China)Abstract：Although the anchor cable is widely used in the geotechnical projects，the prestress variation rules of the anchor cables are still not clear，especially the prestress loss when being locked and lasting of prestress variation of cable in cracked rock are interesting issues. Based on the in-situ monitoring results and analysis of a slope reinforcing case，the prestress loss under being locked，and short-term as well as long-term prestress variation rules are studied. The influence of multi-factor on the anchor cable prestress state is discussed. These factors include the relaxation of the anchor cable，the compression of surrounding rock，the environment change of surrounding rock，and so on. The short-term and the long-term prestress losses are both nonlinear，which can be divided into three stages：remedial loss，long-term loss and periodic variation. The former factors include the friction between anchor cables and surrounding rock，deformation of anchorage system，uneven stress distribution，excavation of the next step slope，the impact action，the effect of group cables，most of which found in the construction term can be retrieved by tensioning again. The long-term prestress loss can be caused by the compression of surrounding rock and relaxation of the anchor cable，which shows the notable interaction effect. Influential factors of the periodic variation include rainfall and temperature change and the variation amplitude is not small and it can return to the former condition. As for the long-term prestress loss of the anchor cable that is trigged by the creep of the materials，a new mechanical model is established and the forecast equation is derived，which presents the interaction of the compression and relaxation. By means of the mechanical parameters and monitoring data of the收稿日期：2008–02–19；修回日期：2008–03–16作者简介：李英勇(1970–)，男，1992年毕业于东南大学路桥专业，现为博士研究生，主要从事岩土工程及技术推广方面的研究工作。
锚索监测影响因素以及变化规律
锚索监测影响因素锚索(anchor cable)：锚索是通过外端固定于坡面，另一端锚固在滑动面力，增大抗滑摩擦阻力，使结构面处于压紧状态，以提高边坡岩体的整体性，从而从根本上改善岩体的力学性能，有效地控制岩体的位移，促使其稳定，达到整治顺层、滑坡及危岩、危石的目的。
锚索的张拉张拉锚索前需对张拉设备进行标定。
标定时，将千斤顶、油管、压力表和高压油泵联好，在压力机上用千斤顶主动出力的方法反复试验三次，取平均值，绘出千斤顶出力（KN）和压力表指示的压强（MPa）曲线，作为锚索张拉时的依据。
因国产压力表初始起动压强不完全相同，所以，标定曲线上必须注明标定时的压力表号，使用中不得调换。
压力表损坏或拆装千斤顶后，要重新标定。
若锚索是由少数钢纹线组成，可采用整体分级张拉的程序，每级稳定时间2~3min；若锚索是由多根钢纹线组成，组装长度不会完全相同，为了提高锚索各钢绞线受力的均匀度，采用先单根张拉，3天后再整体补偿张拉的程序。
工艺流程施工准备—锚孔钻造—锚索制安—锚孔注浆—腰梁 (锚梁、锚墩或十字架梁、型钢支架）施工—腰梁与桩间用混凝土填充密实—锚孔张拉锁定-验收封锚。
其主要施工环节有两个：一是锚孔成孔，锚孔成孔的技术关键是如何防止孔壁坍塌、卡钻；二是锚孔注浆，注浆的技术关键是如何将孔底的空气、岩（土）沉渣和地下水体排出孔外，保证注浆饱满密实。
预应力锚索：通过对预应力锚索施加张拉力，使岩体或混凝土结构物达到稳定状态或改善其内部应力状况的技术措施。
随着时间推移，由于钢绞线松弛、岩体的蠕变、降雨温度变化等因素锚索的预应力锁定值会有所变化即发生预应力损失。
预应力损失分为三个过程：张拉、锁定以及时间变化。
施工期结束后锚索测力计受到降雨、温度变化影响会有小量的变化。
但幅度远小于施工期。
地震作用下边坡发生了向坡外的变形，锚索为抑制坡体的变形，预应力值增大。
地震动荷载作用下，锚索能有效的抑制坡体的变形，且锚索支护对变形的抑制作用高于锚杆支护。
风化花岗岩边坡稳定性分析
风化花岗岩边坡稳定性分析风化花岗岩边坡稳定性分析摘要：风化花岗岩边坡具有不同于岩体边坡和均匀土体边坡的工程地质特征，风化花岗岩边坡由于保持了原岩中节理面，顺层边坡在开挖时比均匀土体边坡稳定性更差，事实表明这类边坡在开挖时应注意观测，及时采取支护措施。
关键词：风化花岗岩、边坡花岗岩在我国分布广泛, 未风化的花岗岩具有良好的工程地质特性，但在风化后物理力学指标急剧下降。
全风化花岗岩主要介质是未风化的石英矿物颗粒和长石云母的风化产物，但原岩中的地质构造和矿物颗粒分布特征在边坡中仍得以保留，从而与其他一般均质土边坡的稳定特性有所不同。
近几年国内土建工程大量开工，形成越来越多的人工边坡，不了解这种边坡的工程特性而盲目施工，在一定条件下容易发生失稳,对工程进展和边坡稳定都会造成严重危害。
国内专家学者已经对全风化的花岗岩边坡进行了大量研究，并把这种边坡划分为类土质边坡，在理论上对其工程特性进行了研究[1-2]，这些研究往往以理论研究为主，并主要针对南方全风化厚度较大的边坡进行研究，北方的花岗岩由于风化作用相对较弱，导致全风化层较薄，边坡开挖后多是全-强风化混合型，在工程性质上比普通全风化花岗岩边坡更具代表性，因此对北方的全-强风化花岗岩边坡的研究具有特殊意义，下面以北方某铁路边坡为例进行研究。
1、环境地质特征边坡处于低山丘陵区，地势开阔，地形起伏较小，表覆第四系全新统冲洪积层（Q 4al pl+）粉质黏土，黄褐色，硬塑，含少量粗砂和碎石，厚度1.2～2.0m,下伏为元古代晋宁期片麻状细粒黑云二长花岗岩（32ηγ），全风化厚度8～10m ，受构造及风化等作用影响，基岩节理裂隙较发育，浅层风化成砂砾碎石状，元古代晋宁期片麻状细粒黑云二长花岗岩（32ηγ）强风化厚度15～20m ，黄褐色，块状结构，层状构造，节理裂隙较发育，岩体呈碎块状～大块状，锤击声闷，可轻松击碎，长石部分风化，矿物颗粒间粘结破坏，击碎后呈沙砾状。