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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划锚杆拉拔试验计划书研究生课程考核试卷科目：岩土工程试验教师：阴可姓名：杨清亭学号：XX专业：土木工程类别：学术上课时间：XX年5月至XX年6月考生成绩：阅卷评语：阅卷教师(签名)重庆大学研究生院制锚杆拉拔试验计划书一、概述锚杆是将拉力传递到稳定岩层或土层的锚固体系。它通常包括杆体、注浆体、锚具、套管和可能使用的连接器。当采用钢绞线或高强度钢丝束作杆体材料时可称锚索。在岩土锚固中通常将锚杆和锚索统称为锚杆。当锚杆杆体受到外力作用时，拉力首先通过杆体与周边的锚固体之间的握裹力将力传递到锚
2、固体，然后再通过锚固体与周边岩土体之间的粘结力将力传递到周边锚固土层中。进行锚杆设计时，选择的材料必须进行材性试验，锚杆施工完毕后必须对锚杆进行抗拔抗拉试验，验证锚杆是否达到设计承载力的要求。故锚杆抗拔试验对于工程安全有着重要的的意义，本文将针对锚杆工程进行锚杆拉拔试验作出一个实施计划。根据试验目的不同，锚杆的拉拔试验有基本试验、蠕变试验和验收试验。锚杆的基本试验(又称为破坏性试验)是在锚固工程开工前为了检验设计锚杆性能所进行的锚杆破坏性抗拔试验，其目的是为了确定锚杆的极限承载力，检验锚杆在超过设计拉力并接近极限拉力条件下的工作性能和安全程度，及时发现锚索设计施工中的缺陷，以便在正式使用锚杆前
3、调整锚杆结构参数或改进锚杆制作工艺。岩土锚杆的蠕变是导致锚杆预应力损失的主要因素之一。工程实践表明，塑性指数大于17的土层、极度风化的泥质岩层，或节理裂隙发育张开且充填有粘性土的岩层对蠕变较为敏感，因而在该类地层中设计锚杆时，应充分了解锚杆的蠕变特性，以便合理地确定锚杆的设计参数和荷载水平，并在施工中采取适当的措施，控制蠕变量，从而有效控制预应力损失。锚杆验收试验是在锚固工程完工后，为了检验所施工的锚杆是否达到设计的要求而进行的检验性抗拔试验，该试验起到鉴别工程是否符合要求的目的。本文将主要针对锚杆拉拔基本试验进行设计。二、试验目的鉴于锚杆的工作内容，通过锚杆拉拔试验确定锚固体与边坡岩体之间的
4、粘结性能。三、实验原理锚杆锚固力的计算方法随锚固体形式不同而异，圆柱型锚杆的锚固力由锚固体表面与周围地层的摩擦力提供；而端头扩大型锚杆的锚固力则由扩座端的面承力及与周围地层的摩擦力提供。对于圆柱型锚杆，锚杆的极限锚固力可按下式计算(1)：?=?(1)式中：L锚固体长度；1d锚固体直径；qs锚固体表面与周围岩土体之间的极限粘结强度。基本试验最大试验荷载不应小于预估破坏荷载，且最大试验荷载下锚杆杆体应力不应超过杆体极限强度标准值的倍。为得出锚固体的极限抗拔力，必要时可加大杆体的截面面积。基本试验对锚杆施加循环荷载是为了区分锚杆在不同荷载作用下的弹性位移和塑性位移，以判断锚杆参数的合理性和确定锚杆的
5、极限拉力。通过试验分级单循环加载，根据结果绘制锚杆的荷载-位移曲线、荷载-弹性位移曲线和荷载-塑性位移曲线。并对试验锚杆所得数据进行处理，得到，锚固体与边坡岩体的粘结性能。四、试验前的准备工作1、确定试验小组成员、组长，制定工作计划，分配任务。实验小组共四名成员，应具备岩土工程的基础知识，有良好的组织协调和团队合作的能力，人员结构要求至少包含两名有相关试验经验的人员。试验小组成立后，利用半天的时间让小组成员学习大面积直剪试验及在试验过程中应该注意的事项。制定工作计划以及分配任务，如表1所示。表1试验进度及人员安排计划表试验名称：试验组长：2、试验仪器设备的准备。本试验需要的仪器设备如表2所示2
6、表2锚杆拉拔试验仪器设备(来自:写论文网:锚杆拉拔试验计划书)表3、收集锚杆边坡地质资料和设计资料。五、试验步骤1、按下列要求选择3组试验试件：确定该试验锚杆的基本情况，按规范应进行锚杆轴力拉拔试验。锚杆抗拔试验应在锚固段注浆固结体强度达到15MPa或达到设计强度的75%后进行；该边坡采取C25，故去强度达到19MPa时开始试验。锚杆试验的主要目的是确定锚固体与岩土体的摩阻强度和验证锚杆设计参数及施工工艺是否合理性，因而锚杆的破坏应控制在锚固体与岩土体之间。选定锚杆的位置在边坡上应有代表性。试验锚杆宜在自由段与锚固段之间设置消除自由段摩擦阻力的装置。2、设备安装在安装仪器设备之前，应将加载设配
7、固定的场地进行处理；平整试验场地并调整锚杆的方向安装千斤顶和固定横梁安装如图1安装好千斤顶，并固定好横梁。3图1安装测量系统安装好压力表和百分表，并注意调零。3、加载方法1.初始荷载下，应测读锚头位移基准值3次，当每间隔5分钟的读数相同时，方可作为锚头位移基准值；2.在每级荷载观测时间内，当锚头位移增量不大于时，可施加下一级荷载；否则应延长观测时间，并应每隔30min测读锚头位移1次，当连续两次出现1h内的锚头位头位移增量增量小于时，可施加下一级荷载；3.加至最大试验荷载后，当未出现规定的终止加载情况，且继续加载后的锚杆杆体应力不超过其极限标准值的倍时，宜继续进行下一循环加载，加卸载的荷。如试
8、验中遇到下列情况之一时，应终止继续加载：4锚杆(索）1.锚杆(索)的结构与分类锚杆是一种将拉力传至稳定岩层或土层的结构体系，主要由锚头、自由段和锚固段组成，如图所示。(1)锚头：锚杆外端用于锚固或锁定锚杆拉力的部件，由垫墩、垫板、锚具、保护帽和外端锚筋组成。(2)锚固段：锚杆远端将拉力传递给稳定地层的部分锚固深度和长度应按照实际情况计算获取，要求能够承受最大设计拉力。图1-1锚杆结构示意图1-台座；2-锚具；3-承压板；4-支挡结构；5-钻孔；6-自由隔离层；7-钢筋；8-注浆体；Lf-自由段长度；La-锚固段长度(3)自由段：将锚头拉力传至锚固段的中间区段，由锚拉筋、防腐构造和注浆体组成。(
9、4)锚杆配件：为了保证锚杆受力合理、施工方便而设置的部件，如定位支架、导向帽、架线环、束线环、注浆塞等(图1-2)。图锚索结构示意图1-台坐；2-锚具；3-承压板；4-支档结构；5-自由隔离层；6-钻孔；7-对中支架；8-隔离架；9-钢绞线；l0-架线环；ll-注桨体；12-导向帽；Lr-自由段；La-锚固段(1)按是否预先施加应力分为预应力锚杆(索)和非预应力锚杆(索)：非预应力锚杆是指锚杆锚固后不施加外力，锚杆处于被动受载状态；预应力锚杆是指锚杆锚固后施加一定的外力，使锚杆处于主动受载状态。(2)按锚固形态分为圆柱形锚杆、端部扩大型锚杆(索)和连续球型锚杆(索)。(如图为圆柱型锚杆,图为端
10、部扩大型锚杆.)图端部扩大头型锚杆1锚具；2承压板；3台座；4支档结构；5钻孔；6二次注浆防腐处理；7预应力筋；8圆柱型锚固体；9端部扩头体；L1自由长度；L2锚固段长度除此之外，按锚固机理还可分为有粘结锚杆、摩擦型锚杆、端头锚固型锚杆和混合型锚杆。目前在边坡加固工程中广泛采用锚钉也是一种较短的粘结型锚杆，它是通过在边坡中埋入段而密的粘结型锚杆使锚杆与坡体形成复合体系，增强边坡的稳定性；这种锚杆一般适用于土质地层和松散的岩石地层。锚杆的作用原理就是利用锚杆(索)周围地层岩土的抗剪强度来传递结构物的拉力以保持地层开挖面的自身稳定，由于锚杆锚索的使用，可以提供作用于结构物上以承受外荷的抗力；可以使
11、锚固地层产生压应力区并对加固地层起到加筋作用；可以增强地层的强度，改善地层的力学性能；可以使结构与地层连锁在一起，形成一种共同工作的符合体，使其能有效地承受拉力和剪力。在岩土锚固中通常将锚杆和锚索统称为锚杆。2.锚杆(索)的设计与计算设计的基本原则在计划使用锚杆的边坡工程中，应充分研究锚固工程的安全性、经济性和施工的可行性。设计前认真调查边坡工程的地质条件，并进行工程地质勘察及有关的岩土物理力学性能实验，以提供锚固工程范围类的岩土性状、抗剪强度、地下水、地震等资料。对于土质边坡还应提供土体的物理性质和物理状态指标。设计锚杆的使用寿命应不小于公路或被服务建筑物的正常使用年限，一般使用期限在两年以
12、内的工程锚杆应按临时锚杆设计，使用期限在两年以上的锚杆应按永久性锚杆进行设计。对于永久性锚杆的锚固段不应设在有机质土、液限大于50或相对密度小于的土层中；因有机质土会引起锚杆的腐蚀破坏；液限大于50的土层由于其高塑性会引起明显的徐变而导致锚固力不能长期保持恒定；相对密度小于的土层松散不能提供足够的锚固力。当对支护结构变形量容许值要求较高、或岩层边坡施工期稳定性较差、或土层锚固性能较差、或采用了钢绞线和精轧钢时，宜采用预应力锚杆。但预应力作用对支承结构的加载影响、对锚固地层的牵引作用以及相邻构筑物的不利影响应控制在安全范围之内。设计的锚杆必须达到所设计的锚固力要求，防止边坡滑动剪断锚杆，锚杆选用
13、的钢筋或钢绞线必须满足有关国家标准，特别是预应力钢绞线，除了满足Gl3T522495标准外，还必须获得IS09002国际质量认证；同时必须保障钢筋或钢绞线有效防腐，以避免锈蚀导致材料强度降低。非预应力锚杆长度一般不要超过l6m，单锚设计吨位一般为l00400kN，最大设计荷载一般不超过450kN。预应力锚杆(索)长度一般不要超过50m，单束锚索设计吨位一般为5002500kN，最大设计荷载一般不超过3000kN，预应力锚索的间距一般为410m。进行锚杆设计时，选择的材料必须进行材性试验，锚杆施工完毕后必须对锚杆进行抗拔试验，验证锚杆是否达到设计承载力的要求；同时对于公路上遇到的大型滑坡在采用预
14、应力锚索加固后必须进行至少一年的位移监测。锚杆(索)锚筋的设计按照设计程序，在确定出锚杆轴向设计荷载后，需要对锚杆进行结构设计，结构设计的第一步就是根据锚杆轴向设计荷载计算锚杆的锚筋截面，并选择合理的钢筋或钢绞线配置锚筋；在配置锚筋后可由锚筋的实际面积和锚筋的抗拉强度标准值计算出锚杆承载力设计值，然后方能进行锚杆设计计算。(1)锚杆锚筋的截面积计算：假设锚杆轴向设计荷载为N，则可由下式初步计算出锚杆要达到设计荷载N所需的锚筋截面：kNA?gfptk(1)式中：Ag由N计算出的锚筋截面；k安全系数，对于临时锚杆取对于永久性锚杆取；fpkt锚筋(钢丝、钢绞线、钢筋)抗拉强度设计值。(2)锚筋的选用
15、：面根据锚筋截面计算值Ag，对锚杆进行锚筋的配置，要求实际的锚筋配置截。配筋的选材应根据锚固工程的作用、锚杆承载力、锚杆的长度、数量以及现场提供的施加应力和锁定设备等因数综合考虑。对于采用棒式锚杆，都采用钢筋做销筋。如果是普通非预应力锚杆，由于设计轴向力一般小于450kN,长度最长不超过20m因此锚筋一般选用普通、级热轧钢筋，如果是预应力锚杆可选用、级冷拉热轧钢筋或其他等级的高强精轧螺纹钢筋。钢筋的直径一般选用232mm。对于长度较长、锚固力较大的预应力锚杆应优先选用钢绞线、高强钢丝，这样不但可以降低锚杆的用钢量，最大限度地减少钻孔和施加预应力的工作量，而且可以减少预应力的损失。(3)按实际锚筋截面计算锚杆承载力设计值：假设实际锚筋配置截面为Ag(AgAg)，由下式按实际锚筋计算锚杆承载力设计值：Ng?Agfptkk?N(2)
