预应力锚索桩板墙计算研究_龙丽芳
锚索桩板墙受力分析与应用
Value Engineering0引言锚索桩板墙是一种轻型支挡锚固结构。
主要工作原理为：通过锚索与桩板墙协同工作来对岩土体进行变形控制，增加边坡稳定程度，改善边坡土体的应力状态。
锚索桩板墙做为支挡结构的优点为降低结构自重、节省圬工材料。
因此该结构具有较好的经济效益，被广泛应用于公路工程。
该结构为主动支挡型，结构受力较为复杂，技术人员对工作机理的认知程度还有待提高，因此在原有理论基础上进行了深入的研究。
1工程概述本文所依托工程为湖南某地区高速公路的高填方边坡，坡顶与坡脚间垂直高度约为20m ，边坡坡率为1:0.5。
对路基进行正常填筑过程中会出现边坡级数较多，稳定性不足的情况。
受地形条件和用地范围限制无法进行自然放坡，应对路堤进行收坡处理。
当对边坡进行挡墙布置时，挡墙最大设置高度理论值可达到18m ，施工过程中虽出现大于18m 挡墙，但是安全性和经济性较差。
经过对高边坡处置方案的综合考虑，最终决定支挡结构选用锚索桩板墙。
该支挡方式既解决了挡墙过高安全性不足问题，还可以对边坡进行收坡处理。
2工程地质条件及稳定性评价2.1地质情况根据本项目地勘资料和钻孔信息对地层结构进行分析如下所示。
对地层状况进行分类时，主要考虑因素为：地层形成时代、地层成因。
通过地勘钻孔深度可知：上覆地层为Q4el+dl （第四系全新统残坡积）；下伏基岩为震旦系下统江口组（Zaj ）砂岩。
地层由上到下信息情况如表1所示。
2.2岩层特征本项目左侧路基存在较多填方边坡，该桩号段落内最大填土高度为20m ，边坡特性为岩土体边坡，主要岩性为粉质黏土（含碎石）和强风化砂岩。
岩层产状143°∠65°，岩层属斜交顺向坡，交角为56°，因此该工点存在较大可能的顺层滑动。
岩层正常工况下粘聚力取值为35kPa ，内摩擦角取值为32°；暴雨工况下粘聚力取值为28kPa ，内摩擦角取值为26°。
3桩板墙受力分析锚索桩板墙理论受力分析如表2所示。
预应力锚索桩板墙的设计与施工要点探讨
预应力锚索桩板墙的设计与施工要点探讨【摘要】基于我国山区公路工程建设中所面临的困难，结合我国某山区公路工程右侧边坡的施工状况，对预应力锚索桩板墙这一施工技术的设计及施工要点进行了较为深入的探讨。
【关键词】设计、施工要点、锚索桩板墙1、引言随着我国交通事业的快速发展，也促进了我国山区高等级公路建设的迅猛发展；在我国很多山区，其高等级公路通过的多数2、地段，地质、地形条件均极为复杂，而且因长期受外力的风化、侵蚀作用，这些山体的岩层极其松散、破碎，极易发生滑坡、泥石流等地质灾害，对于山区公路施工过程中路基和高挖边坡的稳固性构成极大的威胁；实践表明，应用预应力锚索桩板墙这种施工技术方法来稳固挖方高边坡以及进行路基体填筑，不仅可稳固路基和高挖边波、达到良好的施工效果，而且还可有效促进山区公路营运过程中的舒适、安全、快捷；鉴于此，以下结合我国某山区公路工程右侧边坡的施工状况，就预应力锚索桩板墙的设计与施工要点进行一些探讨。
2、工程基本概况此山区公路工程所通过地段为一路堑，右侧山坡高度最高大14m；且该地段具有比较密集的建筑物、比较复杂的排水系统和出入通道；本工程所在地段，表层覆盖着厚度达2m左右的棕红色黏土，呈半干硬至硬塑；下伏基岩为砂岩、泥质粉砂岩夹炭质页岩；顶部0~10m为一强风化带，层理较发育、结构较破碎，整体性比较差；10m以下岩体具有较好的完整性，但存在着较多的裂隙；整体岩层向西倾斜，对于稳固边坡具有一定的好处。
通过考察，本工程所在地段，地下水含量较丰富，其补给主要来自当地降水及当地居民的生活废弃水；基岩多含孔隙水和裂隙潜水；根据相关水质分析表明，本地段地下水对于混凝土所具有的侵蚀性极其轻微，可忽略不计。
本段边坡的支挡原设计以重力式浆砌片石挡土墙来实施，但在进行开挖基础过程中出现边坡坍塌，引起附近住宅区周边地基及某些墙体出现开裂，带来险情，故取消原计划施工方案；为不让类似险情再次出现并对已存在险情进行有效排除，在实地勘测该段边坡后，结合本工程具体情况，决定应用以预应力锚索桩板墙作为本工程支挡防护工程的主体。
新型预应力锚拉式桩板墙的弹性约束地基系数法
摘要 预应力锚拉式桩板墙是在桩板墙及锚拉抗滑桩基础上发展起来的一种新型支挡结构。基于结构矩阵方法，
结合工作特点，考虑了锚索的弹性约束、填土土压力随位移的变化关系、锁口处位移和内力的连续条件，计入了
桩锚固段变形对桩位移和内力的影响，分别导出了锚固段及受荷段的刚度矩阵，编制了相应的计算程序，计算了
墙面桩的位移、弯矩、锚固段应力及应变、锚索拉力等。所得结果与其他方法相比，有较好的规律性和可比性，
+
4βi4
x
=
0
(4)
求解式(4)可得
xi
=
xi ϕ −1 1
+
θ i−1 βi
ϕ2
+
M i−1
β
2 i
Ei
I
i
ϕ3
+
Qi−1
β
3 i
Ei
I
i
ϕ4
⎫ ⎪ ⎪
θi = βi
Mi
β
2 i
Ei
I
i
Qi
β
3 i
Ei
I
i
σi = Ki
⎜⎜⎝⎛ −
4xi−1ϕ 4
+
θ i−1 βi
ϕ1
+
=
− 4xi−1ϕ3
−
θ i−1 βi
可求得 i 截面的内力和位移。
设已知锚固段顶(地面)的位移初值为[ u0 ]，那么 有
m
∏ {um} = [H m ][H m−1]L[H1]{u0} = [H n ]{u0} (8) n=1
一般情况下，锚固段顶的{u0} 中只能提供两个 初值，或者提供 x0 ，θ0 ， M 0 ， Q0 之间的关系，而 另外两个值需要根据下述边界条件确定：
预应力锚索桩板墙的设计与施工要点
图 １ 工程平面布置示意 图
２ 工程 地质 概况
２１ ． 地层 岩性
Ｋ
本段上覆第 四系棕红色黏土 ， 塑至半干硬 ， １ ２ｍ。 硬 厚 — 下伏基 岩为寒武 系下 统筇 竹寺组 砂 岩 、泥质 粉砂 岩夹碳 质 页岩 ，薄 一中厚 层状 ，顶 部 ０—１ ２ ｍ为强 风化带 ，层理 发 育 ，结构破碎 ，完整性差 。１ 以下 为 中等风 化 ，岩 体完 ２ｍ 整性好 ，但裂隙较发育 。岩层 向东倾斜 ，倾角一般 为 ４ 。一 ８
的实际预应力值 。
④为保持锚索 实际 的预应 力值 长期有 效 ，抵 消预 应力 损失的办法就是 实施 超 张拉 ，考虑 保 证期 为 １０年 ，一般 ０ 情况锚固段为岩类地 层施 加预 应力值 取 １０ 一１５ ，土 ２％ ２％
类 地 层 取 １０ 一１０ 即 可 。 ３％ ４％
（ ）锚索预应力值确 定后 ，即可按 锚索桩的计算模 式 ， ５ 将桩视为弹性地 基梁 ，锚 索 与桩 为整体 受力结 构 ，计算 桩
Ｋ ＋１０处 右 侧 原 出入 通 道 被 截 断 后需 沿 北 厢 工 程 右 Ｏ ７
侧 （ 即北侧 ，下 同）改移延 伸至 Ｋ Ｏ＋ ２ ３０处 即可从贵金 属
研 究 所 方 向 出 入 。该 通 道 设 计 宽 ６ ｍ，分 别 从 Ｋ ＋１０和 Ｏ ７
Ｋ ０＋３０处用 ６ 的坡度 向边 坡最 高处 Ｋ ２ ％ Ｏ＋ ６ ２ ０附近交 汇 ， 提高下级支挡高度至 １ ｍ，尽 可能 压缩上 级支挡 高度 ，从 １ 总体上减少支挡工 程量 。右侧 的排水 系统 通过 改移 道路边 沟分别进入增设 的两 个集 水井 与北 厢工程 污水 管连 接得 以 完善 。在桩上施 加锚索 后可 以缩 小桩 板墙 的桩 截面 ，以满 足限界 的要求 。挡 土 板采用 挖孔 桩外 侧预埋 钢 筋 ，成桩 开 挖后再立模浇铸 的桩 外挂 板形式 ，达到 施工 安全 及外表 美 观 的 目的。结 构形式 如图 ２所示。
锚索桩板墙预应力损失机理研究的开题报告
锚索桩板墙预应力损失机理研究的开题报告一、选题背景和意义锚索桩板墙是一种结构力学中的复杂结构，通常用于抵御边坡移动和岩土挖掘等地质灾害的发生。
该结构的核心部分是钢筋混凝土墙体，在使用过程中，通常会给墙体施加预应力，以提高墙体的抗震性能和承载能力。
然而，由于复杂的结构和不同材料的组合，锚索桩板墙在长期使用过程中，经常会出现预应力损失问题，影响结构的使用寿命和安全性能。
因此，本文将研究锚索桩板墙预应力损失机理，并探讨其对墙体性能的影响，以提高结构的耐久性和安全性，对深入理解该结构的稳定性和可靠性发挥重要作用。
二、研究内容和方向本文将针对锚索桩板墙的预应力损失问题展开研究，主要包括以下几个部分：1、理论分析：通过对该结构的力学性能和构造特点的分析，探讨预应力损失问题产生的原因和机理，并构建相关的数学模型进行预测和计算。
2、实验研究：通过开展拉应力试验、材料力学试验等实验方法，研究锚索桩板墙结构的预应力损失和应力-应变特性，为理论分析和数学模型的构建提供实验数据。
3、数值模拟：通过有限元分析和计算机模拟技术，对锚索桩板墙的力学响应进行定量预测和评估，并对预应力损失后的结构行为进行仿真模拟。
4、成果总结：结合理论分析、实验研究和数值模拟的结果，总结锚索桩板墙预应力损失问题的机理和特点，并提出相应的防治措施和优化设计建议。
三、研究方案和步骤1、文献调研：对锚索桩板墙的建造和应用领域进行概述和分析，总结国内外的研究成果和实践经验。
2、理论分析：分析锚索桩板墙的结构特点和力学性能，探讨预应力损失问题的机理和原因，并构建相应的数学模型进行预测和计算。
3、实验研究：选取一定数量的锚索桩板墙样品，在实验室中开展拉应力试验、材料力学试验等实验方法，获取相应的实验数据。
4、数值模拟：基于所获得的实验数据和理论模型，利用有限元分析和计算机模拟技术，对锚索桩板墙的预应力损失及行为进行仿真模拟。
5、成果总结：结合理论分析、实验研究和数值模拟的结果，总结锚索桩板墙预应力损失问题的机理和特点，制定相应的防治措施和优化设计建议。
预应力锚索桩板墙土压力分布试验研究
土后土压 力 的大小与分 布规 律 。
１ ２ １ 挡 土板 的计 算模型 ．． 根据板 所放 置 的位 置和 刚度 ， 一般 有两 种情况 ：
１ 桩 、 土 压 力 分 布研 究 板
预应 力锚索 桩板墙 的工作 机理 ： 桩后 填土 、 活载 及 坡体推 力产生 的水 平 土 压力 通 过 挡 土板 、 滑 桩 抗
力 与桩背 法 线形 成 的 夹 角 ｏ ； ３ ａ ￣ 为 填 土 ） ｆ 一ｔｎ ；
内摩 擦角 （）ｔｎ ＝￣［ （ ＋ ）／ ｆ ＋ｆ ）； 。； ａ ／ １ ａ ］ （ ２ ３ ｙ为
土 的 重 度 （ Ｎ／ ） Ｈ 为 桩 锁 口 到 桩 顶 的 距 离 ｋ ｍ。 ； （ ；—Ｚ Ｈ； ｍ） ｒ ／ Ｚ为顶 面到 滑 动面 竖 直 方 向的 距 离 （ ；、 ２ ｆ 、 ｎ 、 Ａｌ ｍ） ｒ 厂 、 ３ ｔ ａ 、 均为无 量纲 系数 。 ａ 当墙 顶有 均布荷 载 ｑ 时 ， 。 计算公 式为 ：
摘 要 ：总 结 了预 应 力锚 索 桩 板 墙 上 土 压 力 分 布 的研 究现 状 ， 分析 了桩 一 索一 板 的 工 作机 理 ， 并
以宁道 （ 远一 道 县） 速公 路 预 应 力锚 索桩 板 墙 试 验 数 据 为 依 据 ， 讨 了抗 滑 桩 和 挡 土板 上 土 压 宁 高 探
一
一
十 ＋
Ｌ 一ｒ 一 一 １ ） ［ １ 一（ － ｒ ］ 一 ） （ ， Ｊ
（ ２
前 提下 ， 考虑桩 、 土压力分 担 比、 索预 应力 、 板 锚 土拱
效 应等 因素 ， 析抗 滑桩 、 土板在 填土过 程 中和填 分 挡
１ ２ 挡 土 板 土 压 力 分 布 ．
同时 ， 经典 土压力 理 论 也无 法 考 虑诸 多 因素对 土压 力 的影 响 。因此 ， 应 力锚 索 桩 板墙 设 计 带 有很 大 预 的经验性 和盲 目性 ， 结 构工 作 机理 和 设 计 计算 理 其
预应力锚索桩板墙受力现场测试与计算研究
４０ １ ； ２ 湖 南 省 交 通 科 学 研 究 院 ， 南 长 沙 １０ ６ ． 湖
４ ００ ； ３ 中南 大 学 １０ ７ ．
进 行 了 测 试 研 究 。 同时 考 虑 桩 板 与 岩 土 界 面 、 索 与岩 土 界 面 以 及 锚 索 的 预 应 力 等 建 立 “ 合 ” 析 数 值 模 型 对 桩 锚 耦 分 板 墙 的 受 力 特 征 进 行 了对 比研 究 。 结 果 表 明 ：由 于 存 在 锚 索 预 应 力 的 作 用 ， 应 力 锚 索 桩 板 墙 结 构 存 在 明 显 的 预 “ 平 土 拱 效 应 ” 预 应 力 锚 索 的 限位 作 用 不但 改 变 了土 压 力 沿 墙 高 的 分 布 形 式 ， 使 得 合 力 的 大 小 与 合 力 作 用 点 水 ， 也 的 位 置 发 生 了 明 显 地 改 变 。建 议 对 按 规 范 规定 的 预应 力 锚 索 桩 板 墙 的墙 后 土 压 力 计算 方 法 进 行 修 正 。 ［ 键 词 ］桩 板 墙 ； 场 测 试 ； 值 计 算 ；设 计 方 法 关 现 数
［ 图分 类 号 ］ｕ ４ ７ １ 中 １ ． １ ［ 献 标 识 码 ］Ｂ 文 ［ 章 编 号 ］１ ０ —１０ （ ０ ７ ０ — １５ ０ 文 ０２ ２５２０ ）５ ００ —５
Ｓ ｔ ｓ ｎ ｌ ｕ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ａ ｉ ｇ ｏ ｉｅ Ｔｅ ｔａ ｄ Ｃａ ｃ ｌ ｔｏ ｓ ａ ｃ ｆＢｅ ｒ ｎ ｆ
维普资讯
第３ ２卷 ， ５期 第
２００７ 年 １０ 月
公 路 工 程
Ｈ ｉｈ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎｇ ｇ ｗａ ｇ ｎ ｅ ｉ
Ｖｏ ． ２，Ｎｏ ５ １３ ．
０ｃ ｔ． ． ２００ ７
路肩式预应力锚索桩板墙数值模拟分析
路肩式预应力锚索桩板墙数值模拟分析卢昌松【摘要】山区高等级公路由于受到地形地质条件限制，路肩式预应力锚索桩板墙是技术上可行、经济上合理的一种支挡结构。
本文采用有限差分计算方法建立了路肩式预应力锚索桩板墙数值计算模型，对降雨及地震条件下预应力锚索及抗滑桩的受力进行分析，并对抗滑桩和锚索在各种工况下分担下滑力的合理性进行了探讨。
【关键词】山区公路；路肩式预应力锚索桩板墙；数值模拟Cable Anchor Tied Pile-slab Wall on Embankment Shoulderof Numerical Simulation AnalysisLu ChangsongAbstract: As a result of geological conditions, cable anchor tied pile-slab wall on embankment shoulder is technically feasible and economical. In this paper, By using finite difference method, the calculating model of cable anchor tied pile-slab wall on embankment shoulder is established. At the same time on the rainfall and seismic conditions pre-stressed anchor and Anti-slide pile are analyzed, and the rationality of pre-stressed anchor and Anti-slide pile under the species conditions is discussed.Key words: mountain road,cable anchor tied pile-slab wall on embankment shoulder,numerical simulation0 引言高速公路路基一般较宽，在陡峻的山区地带线路稍微外移则是桥梁或高填方，向内移则是隧道或深挖方；由于桥梁和隧道方案的工程造价均较高，加之山区地带隧道或深挖方大多会造成大量弃方，容易造成环境污染。
试论预应力锚索加固岩体的机理分析和数值计算
试论预应力锚索加固岩体的机理分析和数值计算吕小刚【摘要】在现代工程建设中,岩土工程,尤其是岩土工程的稳定性问题长期以来就受到社会各界的广泛关注.在实际的岩土工程施工建设中,预预应力锚索的结构性能决定了岩土工程的质量和稳定性.本文正是以预应力锚索出发点,研究预应力锚索加固岩体的机理分析和数值计算,旨在促进现代岩土工程的不断发展和深化.【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)029【总页数】2页(P105-106)【关键词】预应力锚索;加固岩体;岩土工程【作者】吕小刚【作者单位】福建省闽武长城岩土工程有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU45岩土工程的稳定性是岩土工程建设施工过程中最大的影响因素，岩土工程的稳定性不仅决定了岩土工程的质量，而且还直接决定了岩土工程人员的人身安全，因此，岩土工程的稳定性优化对于现代工程建设的发展具有举足轻重的作用。
预应力锚索加固技术是现阶段岩土工程加固岩体的主要应用技术。
本文就预应力锚索加固岩体技术做出探讨，研究预应力锚索加固岩体技术的发展，旨在促进锚索加固岩体技术在现代岩土工程中的应用发展。
1.1 预应力亏损机理概述预应力锚索亏损机理主要包涵三个方面的内容：钢绞线松弛预应力亏损；灌装体预应力亏损；锚索张拉系统预应力亏损。
钢绞线松弛预应力亏损指预应锚索在长期的工作负荷状态下，锚索钢绞线出现应力松弛现象，锚索钢绞线松弛现象会埋下重大的安全隐患，一旦锚索钢绞线断裂，就有可能引发重大的安全事故，造成人员伤亡和财产损失。
通常情况下钢绞线的松弛时间都比较漫长，有着数十年的松弛时间，因此造成了松弛实验的难度。
对于钢绞线松弛的机理研究，现阶段的钢绞线松弛实验多采用1000h的松弛率制定标准。
钢绞线除钢绞线的物理属性以外，钢绞线的松弛度还受到钢绞线初始应力的影响。
灌浆体预应力亏损主要是指锚索固段灌浆体在锚索长期负荷的状态下，受到各种外力的影响，发生裂纹扩张扩时灌浆体发生变化的情况，这种变化称为徐变，徐变会很大程度地影响灌浆体的性能。
软岩高边坡预应力锚索抗滑桩的设计计算
软岩高边坡预应力锚索抗滑桩的设计计算
软岩高边坡预应力锚索抗滑桩的设计计算
目前已提出了多种预应力错索抗滑桩的设计计算方法,例如按Winkler弹怀地基梁的方法、错索与桩的协调变形的方法等.由于软弱岩体的变形特征,结构与岩体的相互作用机理较为复杂,这些方法难以直接应用于软岩高边坡工程,需要加以分析改进.应该分析预应力锚索抗滑桩的施工顺序、实际受力条件、锚索预应力的主要控制因素等,分阶段进行计算,这样得出的计算结果才有可能与实际情况一致.在充分吸取现有计算方法优点的基础上,提出了改进的方法.通过实际工程的计算,得出了较为符合实际情况的结果.
作者：曹兴松周德培 CAO Xingsong ZHOU Depei 作者单位：西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031 刊名：山地学报 ISTIC PKU 英文刊名： JOURNAL OF MOUNTAIN SCIENCE 年，卷(期)：2005 23(4) 分类号：X141 关键词：预应力锚索抗滑桩设计软岩。
锚索桩板挡土墙技术在房建边坡设计的应用要点探究
锚索桩板挡土墙技术在房建边坡设计的应用要点探究【摘要】本文探讨了锚索桩板挡土墙技术在房建边坡设计中的应用要点。
首先介绍了该技术的概述，然后从房建边坡设计的要点入手，分析了锚索桩板挡土墙技术在边坡设计中的应用实践。
通过案例分析，总结出该技术在边坡设计中的具体效果和优势，并指出了未来发展方向。
锚索桩板挡土墙技术的运用不仅可以保障房建边坡的稳定性和安全性，还可以提高工程的整体质量和效率。
本文旨在为相关领域的研究人员提供参考和借鉴，推动该技术在房建领域的广泛应用。
【关键词】锚索桩板挡土墙技术、房建边坡设计、应用要点、案例分析、技术优势、总结与展望、未来发展方向、研究背景、研究意义1. 引言1.1 研究背景随着城市化进程的加快和房地产业的蓬勃发展，房建边坡设计的重要性日益凸显。
较好的边坡设计可以保障房屋的安全性和稳定性，同时也会减少日后的维护成本。
在边坡设计中，挡土墙是非常重要的一环，它可以有效地防止土壤坍塌和边坡滑坡。
近年来，锚索桩板挡土墙技术逐渐备受关注，其通过组合锚杆和钢板构成的结构，能够有效地增强土体的抗拉性能，并且具有较高的稳定性。
这种技术在房建边坡设计中的应用，为解决传统挡土墙容易发生开裂、变形等问题提供了一种新的解决方案。
对锚索桩板挡土墙技术在房建边坡设计中的应用要点进行深入探究，对于提高房屋边坡设计的安全性和稳定性具有重要的指导意义。
本文旨在从技术概述、设计要点、应用案例分析和技术优势等方面进行探讨，为今后在房建边坡设计领域的研究和实践提供参考和借鉴。
1.2 研究意义研究锚索桩板挡土墙技术的应用要点可以帮助工程师更好地理解和掌握这一技术，提高边坡设计的水平和质量，减少工程施工中的安全隐患，推动边坡工程的发展和进步。
通过案例分析和技术优势的总结，可以为工程实践提供可靠的参考和借鉴，为今后的工程设计提供经验和积累，促进相关领域的技术创新和进步。
深入探究锚索桩板挡土墙技术在边坡设计中的应用要点，具有重要的理论和实践价值。
预应力锚索桩板墙计算研究_龙丽芳
文章编号 1004-6410(2009)01-0035-04预应力锚索桩板墙计算研究龙丽芳1,2,黄柳云3,李海民4,李丽芬4,黄世斌3(11广西大学土木建筑工程学院,广西南宁 530004;21柳州市市政工程有限责任公司,广西柳州 545005;31广西工学院土木建筑工程系,广西柳州 545006;41柳州欧维姆工程有限责任公司,广西柳州 545005)摘 要:预应力锚索桩板墙是一种/桩-板-锚0共同作用的新型支挡结构。
通过对预应力锚索桩板墙的侧向土压力、挡土桩板内力、桩嵌固深度、预应力锚索的设计锚固力、锚索长度、倾角等的计算理论和计算公式进行了系统介绍,为今后公路建设中的预应力锚索桩板墙设计提供了参考和借鉴。
关 键 词:预应力; 锚索; 桩板墙; 设计中图分类号:T U 457 文献标识码:A收稿日期:2008-12-13作者简介:龙丽芳(1976-),女,湖南邵阳人,柳州市政工程有限责任公司工程师,广西大学在读研究生。
0 前言预应力锚索桩板墙是近二十年来应用于陡坡高路堤的一种轻型支挡结构,其作用原理为路基的侧向土压力作用于挡土板和桩,挡土板的作用力传递给桩,再由桩将部分作用力传递给预应力锚索,由预应力锚索和桩与岩土体之间的锚固力形成平衡状态,达到路基的稳定和安全[1]。
这种桩-锚-板式路堤挡土结构受力明确,结构合理,技术经济效益十分显著。
相比较于一般的重力式挡土墙和锚索抗滑桩,预应力锚索桩板墙是一种新型支挡结构,到目前为止,尚无成熟的计算理论,特别是对于多层预应力锚索的桩板墙结构,可供查阅资料很少,对于工程计算,虽然有相关论文介绍,但基本上着重于施工方面,关于设计计算的内容虽有所介绍,但不够系统,本文将从工程角度出发,对预应力锚索桩板墙的侧向土压力、挡土桩板内力、桩嵌固深度、预应力锚索的设计锚固力、锚索长度、倾角等的简化计算进行系统介绍,为今后公路建设中的预应力锚索桩板墙计算提供一些参考。
预应力锚索加固机理与设计计算方法研究
预应力锚索加固机理与设计计算方法研究
预应力锚索加固机理与设计计算方法研究是一个复杂且重要的领域，涉及到试验和理论的多个方面。
以下是一些关于预应力锚索加固机理与设计计算方法的研究内容和方向：
1. 试验研究：预应力锚索加固的试验研究是了解其工作机理和性能的关键手段。
通过进行不同类型的试验，例如拉拔试验、蠕变试验、循环加载试验等，可以深入了解锚索与岩土体之间的相互作用和锚索的受力性能。
这些试验结果可以为设计计算提供重要的参数和参考。
2. 理论研究：建立预应力锚索加固的力学模型是进行设计计算的基础。
基于对锚索与岩土体相互作用的理解，可以建立锚索与岩土体的本构模型，考虑锚索的材料特性、岩土体的地质特性和锚固剂的性能等。
通过这些模型，可以预测锚索在不同条件下的受力性能和变形行为，为设计计算提供理论支持。
3. 设计计算方法：基于试验研究和理论研究的结果，可以总结和提出预应力锚索加固的设计计算方法。
这些方法应该考虑各种因素，包括锚索的材料特性、锚固剂的性能、岩土体的地质特性、施工条件等。
设计计算方法应该能够为实际工程提供可靠的锚索设计，确保工程安全性和经济性。
4. 工程应用：将预应力锚索加固机理与设计计算方法应用于实际工程中，是检验其有效性和可靠性的重要途径。
通过实际工程的应用，可以不断优化和完善设计计算方法，提高预应力锚索加固的效果和安全性。
综上所述，预应力锚索加固机理与设计计算方法研究是一个需要综合考虑多个因素和进行大量试验和理论分析的领域。
通过深入研究和实际应用，可以不断提高预应力锚索加固技术的效果和可靠性，为工程建设提供重要的技术支持。
边坡预应力锚索锚固问题研究
边坡预应力锚索锚固问题研究摘要：预应力锚固技术以其先进性、经济性、可靠性等优点，在边坡加固工程中得到了广泛应用。
但边坡工程的复杂性和预应力锚索结构地下隐蔽工程的特殊性导致了边坡锚固工程失效破坏的事例屡见不鲜。
在介绍边坡预应力锚索结构作用机理、破坏机理、破坏类型的基础上，分析了影响预应力锚索结构锚固效果的主要因素，为锚索结构安全检测评估与边坡稳定性评估研究提供依据。
关键词：边坡预应力锚索破坏方式影响因素引言岩土锚固技术能充分利用岩土体自身的强度和自承能力保持稳定，在减轻结构自重，节约工程材料的同时，确保了施工安全、缩短工期、降低造价。
所以锚固技术可在岩土工程中取得的显著经济效益使其在岩土工程的各个领域得到了非常广泛的应用，边坡预应力锚索结构就是一种常见而有效的应用。
近年来，边坡加固工程中预应力锚索的应用得到了飞速的发展，形式也多种多样，如预应力锚索抗滑桩、预应力锚索钢架桩、预应力锚索地墩、预应力锚索框架梁、预应力锚索地梁等。
20世纪70年代，英国在普莱姆斯的核潜艇综合基地船坞的改建中，广泛采用预应力锚索以抵抗地下水的浮力。
纽约世界贸易中心深基坑（21m）工程中采用6排地连墙和工作荷载3000kN的预应力锚索支档结构取得了成功。
我国1964年首次在安徽眉山水库大坝基础成功的运用设计承载力2400-3200kN的预应力锚索。
1、边坡破坏机理及破坏类型1.1岩质边破坏机理坡及破坏类型岩质边坡变形与破坏的首要条件，在于坡体重存在各种形式的结构面，岩体的结构特征对边坡应力场的影响主要表现为由于岩土体的不均和不连续性，使沿结构面周边出现应力集中或应力阻滞现象。
因此，它构成了岩质边坡变形与破坏的控制性条件。
岩质边坡破坏形式十分复杂，往往是几种简单的破坏形式交织在一起。
从不同的角度进行研究，有不同的分类标准和破坏类型。
如根据实际经验，可分为圆弧破坏、块状破坏、整体岩石与非连续节理破坏、平面破坏、楔形体破坏和倾倒式破坏；根据边坡破坏规模，可以分为单台阶局部边坡破坏、几个台阶大规模楔形体破坏、多台阶风化破碎岩体的破坏；根据块体的几何形状，可分为弯曲倾倒、块状倾倒和块状弯曲倾倒；根据优势面组合破坏形式，可分为岩体松动破坏、倾倒变性破坏、崩塌、楔形体破坏、平面滑动和圆弧形滑动；根据地质基础、变性破坏方式，可分为楔形体滑移破坏、圆弧形破坏、顺层面滑动破坏、溃曲破坏。
昆洛路垂直高边坡预应力锚索桩板墙支护试验研究的开题报告
昆洛路垂直高边坡预应力锚索桩板墙支护试验研究的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加快以及各类城市基础设施的建设，垂直高边坡的支护越来越受到人们的关注。
在边坡支护方面，传统的钢筋混凝土板墙、水泥搅拌桩等方式已经难以满足日益严格的工程需求。
预应力锚索桩作为一种新型、高效的支护方式，受到了越来越广泛的关注。
对于昆洛路垂直高边坡支护而言，预应力锚索桩板墙支护方案是一种较为理想的方案。
因此开展昆洛路垂直高边坡预应力锚索桩板墙支护试验研究具有现实意义和工程应用价值。
二、研究目的本研究的主要目的是：1. 对昆洛路垂直高边坡预应力锚索桩板墙支护方案进行试验研究，并对其施工工艺进行探讨，为工程实践提供参考。
2. 基于试验结果，分析预应力锚索桩板墙支护方案的力学特性和失效机理，为设计和优化类似工程提供理论依据。
三、研究内容本研究的主要内容包括以下几个方面：1. 文献综述：对预应力锚索桩板墙支护方案及其在边坡支护工程中的应用进行回顾，总结其优缺点及发展趋势。
2. 试验设计：设计昆洛路垂直高边坡预应力锚索桩板墙支护试验方案，确定试验参数，并制定试验计划。
3. 试验实施：按照设计方案进行试验实施，对预应力锚索桩板墙支护方案的施工过程进行记录，并采取必要的技术措施确保试验的精度和可靠性。
4. 试验结果分析：对试验数据进行处理和分析，探讨预应力锚索桩板墙支护方案的力学性能和失效机理。
5. 结果验证和应用：通过模拟分析和比对，验证试验结果的可靠性并对其应用价值进行评估，提出相关建议和措施。
四、研究方法本研究采用试验-分析相结合的方法，具体包括：1. 通过文献调研和资料收集，了解预应力锚索桩板墙支护方案的最新发展，为试验设计提供理论依据。
2. 利用现场试验的方法，对昆洛路垂直高边坡预应力锚索桩板墙支护方案进行试验研究，通过试验数据的收集和分析来探讨其力学性能和失效机理。
3. 借助数值模拟和现场观测等方法，对试验结果进行验证和分析，为理论推广和工程应用提供支撑。
预应力锚索桩计算理论的研究现状和对其力学模型的探讨
预应力锚索桩计算理论的研究现状和对其力学模型的探讨吴润泽;周海清;胡源;李鹏举【期刊名称】《重庆建筑》【年(卷),期】2012(011)009【摘要】尽管锚索桩在我国的边、滑坡治理工程中应用得非常多,但其设计计算理论却并不完善,远滞后于工程实践.现有的锚索柱计算模型只是在普通抗滑桩计算模型的基础上作简单修改后得到的,仅仅增加了锚索对桩的约束务件,这样虽能反映锚索桩是一种受约束的桩,却不能反映锚索桩主动式受力的特点.谊文通过对桩锚协调变形机理的分析,探讨了一个合理、真实、完整的预应力锚索桩计算模型的三个重要环节,并建立了更加合理的桩锚协调变形方程.【总页数】3页(P32-34)【作者】吴润泽;周海清;胡源;李鹏举【作者单位】后勤工程学院军事建筑工程系,重庆401311;岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室,重庆401311;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆401311;岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室,重庆401311;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆401311;岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室,重庆401311;后勤工程学院军事建筑工程系,重庆401311;岩土力学与地质环境保护重庆市重点实验室,重庆401311【正文语种】中文【中图分类】TU473.1+2【相关文献】1.预应力锚索抗滑桩合理桩间距的探讨 [J], 唐丹丹;李风盛2.微桩挡土墙构造与计算理论的探讨 [J], 王慧东;毕见山3.抗滑桩滑坡推力和内力计算理论探讨 [J], 李伟;苟建军;刘红玲4.锚索框架计算理论的研究现状及力学模型的探讨 [J], 苏杭;周海清;吴润泽;武松;黄海波5.公路滑坡治理中预应力锚索抗滑桩的应用探讨 [J], 高超因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
某水利枢纽进场路预应力锚索桩板式挡墙的设计
某水利枢纽进场路预应力锚索桩板式挡墙的设计摘要: 介绍了某水利枢纽进场路K6+150~K6+200 段路基左侧预应力锚索桩板式高挡墙（最大高度达23m）的设计、计算与分析和使用效果。
关键词：预应力锚索桩板式高挡墙；设计陕西省某水利枢纽进场公路是连接对外路及枢纽场区的重要公路，对枢纽建设起着至关重要的作用。
该公路K6+150～K6+200段处于路线回头弯和陡坡路段，路线所经地形自然横坡达60°，中桩最大填方高17.24m，在现场勘测过程中提出过包括路基方案、顺路线的桥梁方案、调整平纵线形降低设计高程方案等。
但均因地形过于陡峭、工程造价高及施工工期长等因素而无法实施。
经过工程技术人员在详细研究工程地形、地质状况和认真分析勘察资料的基础上，经过多方论证最终采用了预应力锚索桩板式挡墙的方案。
1.地形、地貌和地质条件1.1 地形地貌工程区地处渭北中西部，地貌形态基本上受构造控制，地势北高南低，最高海拔1599m(钻天岭)，最低430m(泾河峡谷出口)，自北向南呈阶梯状排列，依次为北东向和近东西向展布的中低山、黄土丘陵和黄土台塬。
地貌景观受裂谷构造的结构特征及其活动性的控制，在一定程度上反映了区域基底构造的基本轮廓。
1.2 地层岩性本区出露地层主要有奥陶系(o)、第四系(Q)等。
分布于老龙山断层(F1)以南的山区，总厚4600m～4700m，东厚西薄，中下统为浅海相质纯的碳酸盐岩，中上统为滨海相碎屑岩夹不稳定的碳酸盐岩。
下统水泉岭组(o1)：分布于泾河两岸及羊毛湾水库以东，以白云岩为主，夹泥页岩或泥灰岩，厚885m～1183m。
中统三道沟组(O2S)：分布于杨家山、顶天寺、五峰山～泾河一带，下部为厚层生物灰岩，质纯；上部为巨厚层灰岩夹泥灰岩，总厚525m～1031m。
上统唐王陵组(O3)：分布于关头～薛家村～唐王陵一带，下部为硅质白云岩，局部为巨大的块状砾岩夹页岩；中部为含砾泥岩或泥质砂砾岩夹页岩或硅质白云岩；上部为硅质角砾岩，属滨海相陆源碎屑岩建造，厚度1000m～2500m。
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文章编号 1004-6410(2009)01-0035-04预应力锚索桩板墙计算研究龙丽芳1,2,黄柳云3,李海民4,李丽芬4,黄世斌3(11广西大学土木建筑工程学院,广西南宁 530004;21柳州市市政工程有限责任公司,广西柳州 545005;31广西工学院土木建筑工程系,广西柳州 545006;41柳州欧维姆工程有限责任公司,广西柳州 545005)摘 要:预应力锚索桩板墙是一种/桩-板-锚0共同作用的新型支挡结构。
通过对预应力锚索桩板墙的侧向土压力、挡土桩板内力、桩嵌固深度、预应力锚索的设计锚固力、锚索长度、倾角等的计算理论和计算公式进行了系统介绍,为今后公路建设中的预应力锚索桩板墙设计提供了参考和借鉴。
关 键 词:预应力; 锚索; 桩板墙; 设计中图分类号:T U 457 文献标识码:A收稿日期:2008-12-13作者简介:龙丽芳(1976-),女,湖南邵阳人,柳州市政工程有限责任公司工程师,广西大学在读研究生。
0 前言预应力锚索桩板墙是近二十年来应用于陡坡高路堤的一种轻型支挡结构,其作用原理为路基的侧向土压力作用于挡土板和桩,挡土板的作用力传递给桩,再由桩将部分作用力传递给预应力锚索,由预应力锚索和桩与岩土体之间的锚固力形成平衡状态,达到路基的稳定和安全[1]。
这种桩-锚-板式路堤挡土结构受力明确,结构合理,技术经济效益十分显著。
相比较于一般的重力式挡土墙和锚索抗滑桩,预应力锚索桩板墙是一种新型支挡结构,到目前为止,尚无成熟的计算理论,特别是对于多层预应力锚索的桩板墙结构,可供查阅资料很少,对于工程计算,虽然有相关论文介绍,但基本上着重于施工方面,关于设计计算的内容虽有所介绍,但不够系统,本文将从工程角度出发,对预应力锚索桩板墙的侧向土压力、挡土桩板内力、桩嵌固深度、预应力锚索的设计锚固力、锚索长度、倾角等的简化计算进行系统介绍,为今后公路建设中的预应力锚索桩板墙计算提供一些参考。
1 预应力锚索桩板墙设计与计算的内容111 侧向土压力计算墙背土压力按库伦土压力计算。
预应力锚索桩板墙支挡结构由于锚索的作用,限制了桩、板及填土的位移,使作用于桩、板上的土压力即不是库伦主动土压力又不是静止土压力,而是介于两者之间的某一数值,故需对主动土压力进行一定的修正,桩体承受的侧向土压力应按主动土压力的112~114倍计算[2]。
因挡土板后岩土存在/拱效应0,故挡土板承受的侧向土压力不考虑放大系数。
112 桩(肋柱)内力计算桩底支承应结合地层情况和嵌入深度选用固结或铰支或自由的锚固方式。
锚固点以上的挡墙结构将滑坡推力和土压力的最不利者作为计算荷载。
作用于桩的荷载宽度按其左右相邻桩之间距离的一半计算。
桩可看作一端固结或铰支,另一端自由,锚索为铰支座的超静定连续梁。
内力有两种算法,一种是按静力学方法进行计算,一种是考虑变形协调的弹性计算方法。
按静力学计算方法相对简单,考虑变形协调的弹性计算相对复杂许多,在工程计算上可采用静力学方法计算在一定程度上的安全储备。
锚固点以下的桩内力,应根据锚固点处的弯矩、剪力和地基的弹性抗力采用M 法或K 法[3]进行计算。
第20卷 第1期 广西工学院学报 Vol 120 No 112009年3月 JOU RN AL O F GU AN GXI U NI VERSIT Y O F T ECHNO LOG Y M ar 12009113 挡土板内力计算[4,5]图1 视挡土板为简支梁内力计算图式挡土板可按以桩为支点的简支板计算,如图1,其计算跨度为净跨加板的两端搭接长度。
计算荷载取沿板的宽度采用与其相应土压力图示中的最大值,按均布荷载计算,确定内力,进行配筋。
挡土板的搭接长度不宜小于100mm ,现浇挡土板的厚度一般不宜小于200m m.114 桩嵌固深度计算在路堑工程中,由于是逆作法施工开挖,嵌固深度通常可根据工序用静力平衡法或等值梁法来计算。
而对于路堤填方工程,上述两种方法显然不甚适合,则可参考抗滑桩的计算,先假定桩的嵌固深度,根据M 法或K 法计算桩身的变位和内力,检查地面处桩的水平位移(不宜大于10mm)和桩底的侧壁横向压应力,若横向压应力大于地层的横向容许承载力,应增加桩的埋深和桩的截面积,直至满足地层的横向容许承载力和地面处桩的水平位移容许值为止[2,3]。
115 预应力锚索的计算11511 设计锚固力P tP t =N ak =H tk cos A式中:N ak -锚索轴向拉力标准值(kN);H tk -锚索所受水平拉力标准值(kN);A -锚索倾角(b ).由于桩和挡土板承担了部分荷载,故预应力锚索桩板墙的锚索设计锚固力取值与单纯的预应力锚索的设计锚固力取值不同,可不考虑乘荷载分项系数(一般取113).表1 锚固钢材容许荷载项目永久性锚固临时性锚固设计荷载作用时P a [016P u 或0175P y P a [0165P u 或018P y 张拉预应力时P a [017P u 或0185P y P a [017P u 或0185P y 预应力锁定中P a [018P u 或019P yP a [018P u 或019P y注:P u 为极限张拉荷载(kN),P y 为屈服荷载(kN)设计锚固力P t 应小于容许锚固力P a ,容许荷载应满足表1111512 锚固段设计 预应力锚固体系按其锚固段的受力状态来分类:有拉力型、压力型和荷载分散型三类,荷载分散型又分为拉力分散型、压力分散型和拉压分散型。
传统加固边坡所采用的预应力锚固体系多为拉力型锚索体系,虽然这种预应力锚固体系工艺相对简单,但因其锚固段应力分布不均匀,故此受力特性决定了它无法提供大吨位锚固力以及不适应复杂地层的局限性。
而压力分散型预应力锚固体系是指锚索的拉力通过无粘结钢绞线分别传递到按一定间距设置的数个承载体上,以承压方式作用于锚固体,并与各承载段锚固体表面的粘结摩阻力相平衡的锚索形式。
与拉力型锚索相比,它的锚固效果更好、经济效益更佳,且受力机理合理,应用范围更广,也代表了锚索加固体系的一个新发展方向。
在采用预应力锚索对边坡处治的方案优化过程中,压力分散型锚固方法是可供选择的一个重要方案。
图2 压力分散型锚索结构及水泥砂浆与孔壁间剪应力分布示意图(1)锚固段长度L 通常根据工程类比法或现场基本试验确定,其理论计算按下列公式计算:根据锚固体与孔壁的抗剪强度确定的锚固段长度:L =K 1#P t K 2#P #d h #S式中:K 1-锚固段安全系数,按表2取值;d h -锚固体(钻孔)直径(m);S -锚孔壁与注浆体之间的粘结强36广西工学院学报 第20卷表2 胶结式锚固段安全系数工程性质与锚孔方向永久性锚固工程临时性锚固工程仰孔俯孔仰孔俯孔安全系数210115116112度设计值(MPa);K 2-采用压力分散型锚索后砂浆芯柱与锚孔粘结力利用率的提高系数(一般可取110-112). (2)锚索钢绞线根数:m 1=P tK 3#A #fp tk式中:K 3-预应力钢绞线应力利用系数,取014~016;A -钢绞线截面积;f p tk -钢绞线抗拉强度;m 1-钢绞线根数,取整数。
(3)每个承载体的抗拉拔力T u 由承载体的性能并通过试验确定。
(4)承载体个数:m 2=P tK 3#T u(m 2取整数)(5)各承载体间距:l =Lm 211513 自由段长度L f 锚索自由段长度若太短,会使锚固体中的应力通过较薄的地层直接作用于加固体上。
由于地层薄,抗剪力小,锚固力损失会较大。
同时锚索加固有明确破坏的地层时,自由段要穿过破坏面,达到稳定的地层以保证锚索和结构的整体稳定性[6]。
因此,自由段长度应不小于3m~5m,伸入坡体滑裂面或潜在滑动面的长度不应小于1m 111514 工作长度L w 的确定 工作长度由设计和施工的实际情况确定,一般取1m~2m.锚索总长度为锚固段长度、自由段长度及工作长度三段的总和。
11515 锚索倾角与间距 在边坡的锚固设计中,预应力锚固单元布置方向是个至关重要的问题。
最有效的布置方向应为逆滑动方向,但由于受施工条件和滑动体的边界限制,只能以一定角度布置,所以必须经过综合比较,选择最优的锚固方向,达到最有效的加固效果,最优锚固角B =H ?(45b + /2),(其中H )边坡角; )边坡土体内摩擦角)。
但有些时候,受到施工条件和结构本 表3 10#桩锚索设计参数锚孔1锚孔2锚孔3锚孔4预应力设计值(kN)5111260716102119131017预应力张拉值(kN)5186209941240工作段长度(m)1111自由段长度(m)191915151515锚固段长度(m)121217151715承载体个数(个)2233钢绞线总根数(根)4488图3 下排10号桩示意图身要求的限制,不可能按最优锚固角布置时,可对倾角进行适当调整,但必须保证较好的锚固效果[6]。
一般而言,锚索倾角宜为15b ~25b ,间距不应小于2m.11516 锚索预应力值各根锚索预应力张拉设计值通常取设计锚固力值,锁定值则按张拉设计值及锚索的位置与结构受力情况,根据经验取值。
2 工程实例某二级公路路基边坡覆盖层主要为碎石土,下伏板岩、灰岩等,地质情况复杂,故采用压力分散型预应力锚索桩板墙进行综合处治。
以K22+386段下坡段第10#桩为例,间距为4m,支护结构如图3,桩上设有四层锚索,锚索竖向间距4m ,倾角15b ,桩截面尺寸取为115m @2m,桩嵌固深度为15160m.挡土板尺寸为015m @0125m @218m.锚索材料选用高强度、低松弛无粘结预应力钢绞线,其技术标准为270级,直径 =15124mm,极限强度为1860KPa,锚具采用OVM 15型。
锚索的设计参数见表3.37第1期 龙丽芳等:预应力锚索桩板墙计算研究38广西工学院学报第20卷3结语预应力锚索桩板墙是一种将被动防护和主动防护相结,用于高路堤高路堑的新型支挡结构,其设计计算尚未完全成熟,有待进一步完善和施工验证,本文从工程简化计算的角度系统介绍了桩-锚-板的计算方法,为今后的工程设计提供了参考。
参考文献:[1]陈奇,罗维宏,郭绍成,等.谈山区高速公路建设中的锚索桩板式挡土墙的施工[J]1云南现代交通,2005,2(3):14~191[2]李海光1新型支挡结构设计与工程实例[M].北京:人民交通出版社,2004.[3]铁道部第二勘测设计院.抗滑桩的设计与计算[M]1北京:中国铁道出版社,1983.[4]T B10025-2006,铁路路基支挡结构设计规范[S].[5]GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范[S].[6]王泰恒,许文年,陈池,等.预应力锚固技术基本理论与实践[M],北京:中国水利水电出版社,2007.Calculation of the pre-stressed anchorage shee-t pile wallLONG L-i fang1、2,H UANG Liu-yun3,LI Ha-i min4,LI L-i fen4,HUANG Sh-i bin3(1.Guangx i University,Nanning530004,China;2.Liuzhou Municipal Engineering Co.LTD,Liuzhou545005,China;3.Guangx i University of Technology,Liuzhou545006,China;4.OVM Engineering Co.LT D,Liuzhou545005,China)Abstract:Pre-stressed anchorage sheet-pile w all is a new type of retaining structure com bined action w ith pre-stressed anchorage and sheet-pile w all.T his paper introduces the theory and formula to calculate pre-stressed anchorage sheet-pile w all from soil pressure,structure force,the built in leng th of pile,and the anchoring force,etc.It presents some useful thought to designers in future engineering.Key words:prestress;anchorage;sheet-pile w all;design。