巖土錨固技術(shù)論文精選(九篇)

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第1篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：巖土工程 錨固 新技術(shù) 發(fā)展趨勢

一，巖土錨固的概念和歷史

巖土錨固技術(shù)是指埋設(shè)于巖土體中的受拉桿件，用以將結(jié)構(gòu)物的拉應力傳遞給深部的穩(wěn)定地層或加固不穩(wěn)定的巖土體，形成拉桿與巖土相互作用，共同工作的體系。巖土錨固是巖土工程領(lǐng)域的重要分支。在巖土工程中采用錨固技術(shù)，不同于傳統(tǒng)的巖土工程加固手段，它不僅能充分調(diào)用和提高巖土體自身的穩(wěn)定性和強度，還可以大大節(jié)約結(jié)構(gòu)物體積和自重，減小造價，并有利于施工安全和施工進度。錨固技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)成為提高巖土工程穩(wěn)定性和解決復雜的巖土工程最經(jīng)濟最有效的方法之一。巖土錨固已在我國邊坡、基坑、礦井、隧洞、地下工程，壩體、航道、水庫、機場及抗傾、抗浮結(jié)構(gòu)等工程建設(shè)中獲得了廣泛的應用。

隨著我國大力興建基礎(chǔ)設(shè)施，特別是對交通、能源、水利和城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度的加大，巖土錨固將展示出十分廣闊的應用前景。

二，巖土錨固工程技術(shù)的現(xiàn)狀

2.1錨桿的分類

目前工程中使用的錨桿有很多種，根據(jù)不同的標準可以有不同分類。按照錨桿和巖體的錨固方式，可分為黏結(jié)性錨桿、機械式錨桿和基地擴張式錨桿。根據(jù)一個鉆孔內(nèi)安裝錨桿單元的數(shù)量，可分為單孔單一錨和單孔復合錨。按照是否預先施加張力可以分為預應力錨桿和非預應力錨桿。按照錨桿受荷后錨固段內(nèi)的灌漿體的受力狀態(tài)可分為拉力型錨桿和壓力型錨桿。

2.2錨固系統(tǒng)可能的失效方式

錨桿在發(fā)揮作用時，荷載通過錨桿與灌漿體、灌漿體與巖體的相互作用傳遞到深層巖體中，根據(jù)錨固系統(tǒng)的組成與特點，錨固系統(tǒng)在承受荷載時可能以下列一種或幾種形式發(fā)生破壞：

（1） 錨桿的強度破壞：發(fā)生這種破壞的可能原因是錨桿的設(shè)計或材料選用不當；

（2） 灌漿體被壓碎或破裂：錨桿與砂漿的機械咬合作用導致砂漿中產(chǎn)生橫向和軸向開裂，砂漿強度不足時易發(fā)生此種破壞；

（3） 周圍巖土體破壞：可能由于巖土體強度太低或錨固段長度不夠；

（4） 灌漿體與錨桿接觸面破壞：是拉力型錨桿失效的主要形式之一，多數(shù)情況下是錨固長度不足導致的，也可能是因為注漿體強度較低。

（5） 巖土體與灌漿體接觸面破壞：這種破壞多發(fā)生在軟巖和土層，主要原因是圍巖較軟，接觸面附近抗剪強度低。

2.3錨桿荷載傳遞機制的改善

大量的實驗研究和實測結(jié)果證實，傳統(tǒng)的拉力（集中）型或壓力（集中）型錨桿受力時，其錨固長度上粘結(jié)應力分布是很不均勻的，當采用長錨固段時，粘結(jié)應力分布長度是有限的，粘結(jié)效應會呈現(xiàn)漸進性破壞現(xiàn)象。隨著錨桿上荷載的增大，在荷載傳至固定長度最遠端之前，在桿體與灌漿體或灌漿體與地層界面上就會發(fā)生粘結(jié)效應逐步弱化或脫開的現(xiàn)象

為了從根本上改變拉力型錨固方法的弊端，冶金部建筑研究總院等單位成功研制了單孔復合錨固方法。該方法時在同一鉆孔中安裝幾個單元錨桿，而每個單元錨桿有自己的桿體，自由長度和固定長度，而且承受的荷載也是通過各自的張拉千斤頂施加的，并通過預先補償張拉，而使所有單元始終承受相同的荷載，承載力可提高30%――200%。

2.4軟土錨固取得重大突破

軟土主要由細粒土組成，一般具有松軟、含水率高、孔隙率大、壓縮性高和強度低的特點，主要分布在沿海一帶。改革開放以來，沿海地區(qū)高層建筑蓬勃興起，并要求快速經(jīng)濟地建造一大批深基坑工程，它為軟土錨固的發(fā)展提供了契機。

我國的軟土錨固技術(shù)進步主要體現(xiàn)在三個方面：

1）采用可重復灌漿技術(shù)，大幅度提高了軟土中錨桿的承載力。

2）基本掌握了軟土中錨桿蠕變變形和預應力值變化的規(guī)律。對塑性指數(shù)大于17的軟土（不包括淤泥）在錨桿荷載作用下的蠕變變形及錨桿荷載隨時間的變化特性進行了較深入的研究，提出了一些基本認識。

3）在實踐中，找到了控制軟土基坑周邊位移的若干有效方法，主要有：

①在地下水位較高的軟土地層中開挖基坑，應設(shè)可靠的止水帷幕，組織坑邊地下水的流失。

②適當加大樁墻結(jié)構(gòu)尺寸和加密錨桿，以提高支護結(jié)構(gòu)剛度。

③錨桿成孔采取“跳鉆”，即在水平方向上每隔2――4個錨桿孔位鉆孔，并隨即完成扦筋、注漿作業(yè)，使單位時間內(nèi)對單位體積土體的擾動范圍降低到最小程度。

④土方開挖要分層實施，使荷載作用的應力調(diào)整緩慢發(fā)生。基坑周邊應隨開挖，隨錨固，使無支承條件下坑邊所暴露的時間盡可能少，所敞露的時間盡可能少，所敞露的面積盡可能小。

⑤當坑邊有密集建（構(gòu)）筑物時，可在建（構(gòu)）筑物周邊設(shè)置垂直向的微型樁，以改變應力傳遞途徑，減少基坑周邊位移對建（構(gòu)）筑物的影響。

2.5錨固結(jié)構(gòu)的長期工作性能

錨桿的長期工作性能一直困擾著巖土工程師們，特別是近20年來，我國巖土錨固技術(shù)在土木、水利水電、鐵（水）路交通以及市政基礎(chǔ)工程建設(shè)中取得了空前的廣泛應用，其規(guī)模之大，應用量之多已躍居世界之首。因而研究巖土錨固的長期工作性能，對重大巖土錨固工程實施安全性評價，對安全度不足或出現(xiàn)病害的錨固工程采用有效的處理措施，對永久性巖土錨固工程的設(shè)計、施工、防腐以及巖土錨固工程標準制定等方面都具有重要的意義。

巖土錨固結(jié)構(gòu)的使用壽命取決于錨桿的耐久性，對壽命的主要威脅則來自于氫脆和電化學腐蝕。

清華大學、重慶交通科研設(shè)計院以示范工程渝黔公路的一段巖土錨固結(jié)構(gòu)實例進行腐蝕程度評估研究，將物元理論引入層次分析法，建立了包括錨固段（自由段）和錨頭等巖土錨固結(jié)構(gòu)腐蝕程度的多層次評估模型及其評估指標，并確定各項指標的評估標準和評估模型各部分的初始權(quán)重。

中冶建筑研究總院有限公司結(jié)合在長期荷載傳遞機制、長期性能和安全評價研究成果的基礎(chǔ)上，提出了錨桿鎖定荷載（初始預應力）變化量、錨桿現(xiàn)有承載力降低率、被錨固的巖土體和結(jié)構(gòu)物變形速率以及錨桿的腐蝕損傷程度為主的安全控制指標；建立了包括風險源識別、長期性能檢測、監(jiān)測項目于方法、安全評價的臨界技術(shù)指標以及安全度不足錨固工程的處治方法等項內(nèi)容的安全評價模式。并對所收集到的國內(nèi)外17項被檢驗的巖土錨固工程長期性能狀況進行了分析研究，研究結(jié)果表明：具有足夠安全度的錨桿設(shè)計、錨桿全長完善的防腐措施，采用能改善力學與化學穩(wěn)定性的錨固結(jié)構(gòu)、規(guī)范的錨桿驗收試驗、完善系統(tǒng)的長期性能檢測盒維護管理體系是提高巖土錨固的長期性能、確保錨固工程的長期安全工作的主要途徑和方法。

2.6巖土錨固的無損檢測方法

巖土錨固具有隱蔽性，發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量問題比較困難，而一旦發(fā)生事故處理起來怎更難。要保證錨固系統(tǒng)的質(zhì)量，除了需對其進行合理設(shè)計、施工之外，對巖土錨固工程的健康監(jiān)測也必不可少。通過對巖土錨固系統(tǒng)的檢測，在施工階段可以驗證并優(yōu)化錨桿支護參數(shù)，保障施工安全；在錨固系統(tǒng)運營期間，可以實現(xiàn)對其安全狀態(tài)的監(jiān)測，評估。

目前，我國規(guī)范中規(guī)定的及實際工程中使用的錨桿錨固質(zhì)量及受理狀態(tài)監(jiān)測方法是對其進行拉拔試驗，錨桿拉拔試驗在一定程度上可以反應其整體的抗拔性能，即可以確定錨桿的極限承載力、變形特性、設(shè)計合理性和施工質(zhì)量等，但僅靠此來對錨固系統(tǒng)進行評定還是遠遠不夠的，因為拉拔試驗本身存在著如下問題：

首先，拉拔試驗不能反映錨桿真實工作狀態(tài)下的性能，不能確定錨桿各段的錨固力。當錨桿發(fā)揮作用時，其不同部段的功能是不同的，因此，錨固質(zhì)量的好壞不但跟錨桿的整體抗拔力有關(guān)，還和各段的錨固能力有關(guān)。

其次，拉拔試驗不能對錨桿的錨固質(zhì)量作充分的肯定，如對于全長粘結(jié)式錨桿，對錨桿承載力起作用的是錨固段，而在拉拔試驗中，張拉段與錨固段共同向外受力，會導致結(jié)果偏大，給人一種滿足承載力的假象。

第三，拉拔檢測手段既費工又費時，抽檢的樣本數(shù)十分有限，難免以偏概全，不能滿足對錨桿進行大面積檢測的需要。

最重要的是，拉拔試驗是一種破壞性的檢測方法，實際操作中會對經(jīng)錨桿加固的巖體產(chǎn)生新的擾動，降低錨桿對圍巖的加固作用，這對軟巖或較破碎巖層尤為不利。

哈爾濱工業(yè)大學碩士研究生白金超提出利用計算機技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)造出FBG-FRP錨桿及其智能檢測系統(tǒng)，監(jiān)測分為以下幾個部分：（1）鉆孔過程監(jiān)測。通過位置和壓力等傳感器來記錄鉆入深度隨時間、工作氣壓等參數(shù)的關(guān)系，結(jié)合地質(zhì)勘探報告，可以分析圍巖的力學性能。（2）錨固力監(jiān)測。該文采用FBG傳感器，此傳感器具有耐久性好，抗侵蝕能力高等優(yōu)點，且體積小、易布置；另外它還能方便地使用波分復用技術(shù)在一根光纖中串接多個傳感器，實現(xiàn)多點線式分布測量。（3）錨固密實度監(jiān)測。通過應力波的反射和透射特點，通過特定的傳感器接收信號并傳輸進入計算機中進行分析，從而得出錨桿的長度和錨固狀態(tài)。（4）圍巖壓力的監(jiān)測。采用哈爾濱工業(yè)大學周智等基于光纖光柵傳感器原理開發(fā)出的新型的光前光柵土壓力傳感器。該傳感器具備FBG的優(yōu)點，對巖土工程有著很好的適用性，另外其還具有溫度自補償和溫度測量的功能。

三，巖土錨固的前進方向

為了適應工程建設(shè)的需要和推動本學科的發(fā)展，應緊緊圍繞以下課題，展開科學研究和技術(shù)創(chuàng)新：1）新型錨固結(jié)構(gòu)及其綜合配套技術(shù)研發(fā)；2）巖土錨固結(jié)構(gòu)與周圍介質(zhì)傳力力學機制研究；3）地震、沖擊、交變等動荷載作用下，巖土錨固結(jié)構(gòu)力學性能及破壞機制研究；4）永久型巖土錨固工程長期性能評估及安全評價；5）巖土錨桿工廠化生產(chǎn)及其標準化建設(shè)。

參考文獻

【1】 程良奎，巖土錨固的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].土木工程學報，2001，34（3）：7――16

【2】 程良奎，胡建林，張培文，巖土錨固技術(shù)新發(fā)展。工業(yè)建筑，2010年第40卷第1期

【3】 程良奎，張作眉，楊志銀。巖土加固實用技術(shù)。北京：地震出版社，1994

【4】 陳奕奇，郭紅仙，宋二祥，陳肇元，羅斌，唐樹名。巖土錨固結(jié)構(gòu)腐蝕程度的評估。巖石力學與工程學報，2007年7月第26卷第7期

【5】 白金超。巖土錨固的FBG-FRP錨桿及其智能監(jiān)測系統(tǒng)。哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文，2008年7月

第2篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：邊坡防護，路線設(shè)計，支當防護，新技術(shù)

 

1. 問題的提出

隨著我國高等級公路建設(shè)的不斷深入，公路的邊坡問題也不斷出現(xiàn)，由于在路線設(shè)計中不可避免地要出現(xiàn)高路堤和深路塹，因此，填挖方的高邊坡技術(shù)處理問題就顯得很突出，有時候邊坡問題制約了我們公路建設(shè)的進度、質(zhì)量和投資控制，也影響到今后公路的養(yǎng)護和環(huán)境保護。邊坡病害不僅影響美觀，而且造成植被破壞、水土流失、生態(tài)破壞、遺害子孫。為此，有必要就一些有關(guān)邊坡處理的技術(shù)問題進行探討。

2.邊坡病害的分類

邊坡病害可分為以下三類：1、滑坡。滑坡是路基山坡土體或巖體由于長期受地下水、地表水活動的影響使其結(jié)構(gòu)逐漸失去支撐力，在自重的作用下，整體沿著一定軟弱面向下滑動?；掳雌湟鸹瑒拥牧W特性來區(qū)分，可分為牽引式和推移式滑坡。牽引式滑坡，是下部先滑動，使上部失去支撐而變形滑動，一般速度較慢，可延續(xù)相當長時間，橫向張性裂隙發(fā)育，表面多呈階梯狀或陡坎狀。推移式滑坡是上部巖土擠壓下部巖土體產(chǎn)生變形，滑動速度較快，滑體表面波狀起伏，多見于有堆積分布的斜坡地段。在公路建設(shè)中，因設(shè)計施工不當，改變了原來斜坡的平衡狀態(tài)，則將引發(fā)工程新滑坡或工程復活古滑坡。免費論文。這種教訓是有的，值得我們注意。2、崩塌。巖石崩塌通常被認為是巖體在陡坡面上脫落而下的一種邊坡形式。它經(jīng)常發(fā)生于陡坡頂部裂隙發(fā)育的地方。由于風化減弱了節(jié)理面間的黏結(jié)力，或者由于雨水滲入裂隙中，造成了裂隙水的水壓力作用于向坡外的巖石上；或者巖石受到凍脹、風化和氣溫變化的影響，從而減弱巖體的抗拉強度和巖塊松動，造成了巖石崩落的條件。裂隙水的水壓力和凍脹作用是崩塌的常見原因。崩塌的巖塊通常沿著層面、節(jié)理或局部斷層帶或斷層面發(fā)生傾倒或者其下基礎(chǔ)失去支撐而崩落。它具有突發(fā)性，危害較大，它與滑坡的區(qū)別是，崩塌發(fā)生急促，破壞體散開，并有傾倒、翻滾現(xiàn)象。而滑坡體一般總是沿著固定滑動面整體地、緩慢地向下滑動。3、剝落。所謂剝落是指邊坡表層受風化，在沖刷和重力作用下，不斷沿斜坡滾落。剝落發(fā)生在容易風化的巖土坡面，例如紅層巖坡或膨脹土邊坡。這些邊坡開挖后如果不及時防護，坡面將發(fā)生風化，巖土體風化成散粒狀后，將順坡滑落下來。在這種坡面上植被，如果方法不當，風化的坡面會造成植被的破壞。

3.邊坡的防護措施

下面從路線設(shè)計、工程地質(zhì)、支擋防護三個方面對邊坡處理技術(shù)進行探討。1、公路路線設(shè)計中的邊坡處理問題?？偟膩碚f，目前公路沿線景觀上的路堤、路塹較為普遍，滑坡、崩塌也時常發(fā)生。這些問題的產(chǎn)生，與公路平縱面設(shè)計是否恰當關(guān)系較大。這里有幾個問題需特別注意：一是山區(qū)公路建議用足最低技術(shù)標準，宜彎則彎，宜坡則坡，不可片面追求路線平直，減少大填大挖。二是要充分利用地形，應盡量減少破損山體。三是要充分且恰當?shù)乩萌斯?gòu)造物的作用。2、關(guān)于防護結(jié)構(gòu)問題。傳統(tǒng)的防護方式從生物防護角度出發(fā)多采用輔貼草皮的方式進行，而工程上僅從坡面安全、穩(wěn)定的角度出發(fā)對各類邊坡進行工程防護和處置，一般采用漿砌片石護面墻、骨架護坡、抗滑樁、錨固、噴漿等，輔貼草皮也能滿足即時綠的要求，但是傳統(tǒng)的抗滑樁和抗滑擋墻在使用幾年之后，產(chǎn)生推移甚至被推倒的事例是常見的。究其原因，除一般的設(shè)計或施工問題之外，在理論上來說，是庫倫或朗金土壓力理論的缺陷。因為巖土體有蠕動的物理現(xiàn)象，尤其是有臨空面的巖土體，有流變力學特性。巖土體的蠕動使傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)所受到的側(cè)向壓力隨著時間的推移而增大，最后在一場大雨過后被推倒。因此，對路基邊坡應采取綜合的防護措施，如植草或植樹，采用砌石或混凝土塊對邊坡進行防護。3、當前新技術(shù)的應用

3.1三維植被網(wǎng)植草

三維植被網(wǎng)是以熱塑性樹脂為原料，采用科學配方，經(jīng)擠出、拉伸等工序精制而成。它無腐蝕性，化學性穩(wěn)定，對大氣、土壤、微生物呈惰性。三維植被網(wǎng)的底層為一個高模量基礎(chǔ)層，采用雙向拉伸技術(shù)，其強度高，足以防止植被網(wǎng)變形，并能有效防止水土流失。三維植被網(wǎng)的表層為一個起泡層，膨松的網(wǎng)包以便填入土壤、種上草籽幫助固土，這種三維結(jié)構(gòu)能更好地與土壤相結(jié)合。在邊坡防護中使用三維植被能有效地保護坡面不受風、雨、洪水的侵蝕。三維植被網(wǎng)的初始功能是有利于植被生長。隨著植被的形成，它的主要功能是幫助草根系統(tǒng)增強其抵抗自然水土流失能力。其特點是：由于網(wǎng)包的作用，能降低雨滴的沖擊能量，并通過網(wǎng)包阻擋坡面雨水的流速，從而有效地抵御雨水的沖刷；網(wǎng)包中的充填物(土顆粒、營養(yǎng)土及草籽等)能被很好的固定，這樣在雨水的沖蝕作用下就會減少流失；在邊坡表層土中起著加筋加固作用，從而有效地防止了表面土層的滑移；三維植被網(wǎng)能有助于植被的均勻生長，植被的根系很容易在坡面土層中生長固定；三維植被網(wǎng)能做成草毯進行異地移植，能解決需快速防護工程的植被要求。

3.2客土噴播

客土噴播是以團粒劑使客土形成團?；Y(jié)構(gòu)，加筋纖維在其中起到類似植物根莖的網(wǎng)絡加筋作用，從而造就有一定厚度的具有耐雨水、風侵蝕，牢固透氣，與自然表土相類似或更優(yōu)的多孔穩(wěn)定土壤結(jié)構(gòu)。其技術(shù)要點是：噴播基材是保證噴播成功的重要因素，泥炭土是噴播的好材料，可和木纖維(或紙漿)按一定的配比混合使用，比單用純木纖維具有更優(yōu)良的附著和保水性能，可在土壤層較薄且非常瘠瘦，甚至風化巖的坡面上進行噴播，一般噴播厚度在10～20cm；保水劑及粘合劑用量，保水劑可根據(jù)各地氣候條件及石場特點的不同而做相應的調(diào)整，粘合劑可根據(jù)石壁的坡度而定，與坡度大小成正比；掛網(wǎng)，先把錨釘按一定的間距固定在石壁上，然后掛網(wǎng)；草種選擇，所噴播的草種應是根系發(fā)達、生長成坪快、抗旱、耐貧瘠的多年生品種，如果當?shù)氐亩竞涞脑?，還應考慮品種的抗凍性；混播，利用草種的互補性，如深根性和淺根性、豆科和禾本科、外地與本地、發(fā)育早與發(fā)育晚等特性進行混合噴播。

3.3混噴植草

混噴植草技術(shù)，其核心是在巖質(zhì)坡面上營造一個既能讓植物生長發(fā)育而種植基質(zhì)又不被沖刷的多孔穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。它利用特制噴混機械將土壤、肥料、有機質(zhì)、保水材料、植物種子、水泥等混合干料加水后噴射到巖面上。免費論文。由于水泥的粘結(jié)作用，上述混合物可在巖石表面形成一層具有連續(xù)空隙的硬化體。一定程度的硬化使種植基質(zhì)免遭沖蝕，而空隙內(nèi)填有植物種子、土壤、肥料、保水材料等，空隙既是種植基質(zhì)的填充空間，也是植物根系的生長空間。噴混綠化技術(shù)不僅適用于所有開挖后的巖體坡面（如礫巖、砂巖、基巖、片巖、花崗巖、大理巖）的保護綠化，而且對于巖堆、軟巖、碎裂巖、散體巖、極酸性土以及擋土墻、護面墻混凝土結(jié)構(gòu)邊坡等常規(guī)不宜綠化的惡劣環(huán)境都能綠化，是環(huán)境保護和國土綠化工程的一大突破。

3.4預應力錨索

預應力錨索以前主要用于鐵路邊坡的加固治理，而公路邊坡很少應用，由鉆孔穿過軟弱巖層或滑動面，把一端（錨桿）錨固在堅硬的巖層中（稱內(nèi)錨頭），然后在另一個自由端（稱外錨頭）進行張拉，從而對巖層施加壓力對不穩(wěn)定巖體進行錨固，這種方法稱預應力錨索。免費論文。

4.結(jié)語

我國高等級公路出現(xiàn)較晚，經(jīng)濟、技術(shù)水平相對落后，邊坡的綜合處治在應用傳統(tǒng)方法的同時，更要不斷借鑒國外先進技術(shù)，結(jié)合環(huán)保、綠化、景觀和人文因素，使高等級公路建設(shè)又快又好發(fā)展，為我國高等級公路事業(yè)作出更大的貢獻。

第3篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：預應力閘墩應用 研究現(xiàn)狀 特點

中圖分類號：TV662+.2文獻標識碼： A 文章編號：

1預應力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的應用及發(fā)展

19世紀末，就有人提出用張拉鋼筋來提高鋼筋混凝土梁抗裂性能的觀點。美國工程師P.H.Jackson、德國的C.E.D oehring都對此進行了研究，由于他們都沒有采用高強度材料，導致最終失敗。1928年，法國工程師弗萊西奈(Freyssinet)認為，預應力損失值的大小與混凝土的收縮和徐變有一定的關(guān)系，并且很有必要采用高強度鋼材，預應力在混凝土中的應用才得以實現(xiàn)【1～2】。預應力技術(shù)廣泛應用的原因，主要有以下幾點【3】：

（1）在施加預應力的過程中，巖體和混凝土材料不會被破壞、擾動等。

（2）預應力的施加方式和量級取決于外荷載作用下產(chǎn)生的內(nèi)部應力，通過調(diào)整預壓力的大小來控制結(jié)構(gòu)內(nèi)部的應力。

（3）預應力技術(shù)所用的設(shè)備及材料都是比較輕便，在施工過程中，可以和其他作業(yè)穿行。

（4）近幾年來預應力施工的配套技術(shù)，都有突飛猛進的發(fā)展，保證了預應力結(jié)構(gòu)的施工進度和質(zhì)量。

2預應力閘墩的研究

2.1預應力閘墩的應用

19世紀50年代末突尼斯的梅列格溢洪道閘墩結(jié)構(gòu)首次應用預應力技術(shù)。而我國首次應用預應力閘墩結(jié)構(gòu)是在葛洲壩工程。在1998年水利部頒發(fā)的《水工預應力錨固設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，當弧門推力大于35000kN時，閘墩中混凝土的拉應力較大，就可以采用預應力閘墩。

1.2.2預應力閘墩的研究現(xiàn)狀

目前，對預應力閘墩的研究主要有模型試驗、數(shù)值計算及理論分析等方法。1994年，朱暾、邢貴碧在研究預應力閘墩頸部應力分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，提出了頸部開槽的結(jié)構(gòu)型式，可以明顯降低拉錨系數(shù)，頸部的應力分布狀態(tài)也得到了很好的改善。后來又有人提出在錨塊中預留一條薄夾縫的結(jié)構(gòu)形式，也就是開縫錨塊，它是通過改變預應力的傳遞路徑，從而提高了預應力效果。1997年，賀采旭，李傳才等人運用理論分析和仿真模型試驗的方法，提出了預應力閘墩開縫錨塊結(jié)構(gòu)型式和預應力閘墩的設(shè)計方法，并提出頸部按部分預應力設(shè)計的思想。2000年，晉潤生提出了“深槽+錨孔”的結(jié)構(gòu)形式，與原設(shè)計方案比較，節(jié)省了約50%錨索。為了提高預應力效果，中國水利水電科學研究院通過大量的試驗研究，也提出一種新的支承體型式——傳力梁結(jié)構(gòu)。成勘院第一次將環(huán)形錨固用于二灘工程，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。清華大學馬吉明使用MSC/NSATRAN提出了一種新型的無粘結(jié)彎曲預應力錨索結(jié)構(gòu)等。

1.2.3預應力閘墩的結(jié)構(gòu)特點

a預應力錨索布置

預應力閘墩結(jié)構(gòu)的錨索分為主錨索和次錨索。

主錨索的布置方式主要有平行、彎曲、交叉、傾斜等，如圖1-1所示，但有些工程采用了平行加傾斜布置方案。同時，在垂直于主錨索方向會出現(xiàn)較大次生拉應力，需要在支撐體內(nèi)布置次錨索，有水平、垂直和斜向布置。

(a) 交又布置 (b) 平行布置 (c) 彎曲布置 (d) 傾斜布置

圖1閘墩錨束的平面布置圖

b弧門支承結(jié)構(gòu)形式

我國水利水電工程的實踐應用中，弧門支承結(jié)構(gòu)形式主要有深梁式和錨塊式【21】兩種形式。

（1）深梁式支承結(jié)構(gòu)

深梁式支承結(jié)構(gòu)主要適用于孔口寬度較小、高水頭泄洪孔口和閘墩為縫墩的情況。因為深梁式支承結(jié)構(gòu)為框架式結(jié)構(gòu)，所以受力狀態(tài)較好。深梁與閘墩的連接有簡支梁或固端梁。龍羊峽水電站泄水道、小浪底排沙洞等工程均采用了深梁式閘墩。

（2）簡單錨塊式

簡單錨塊式閘墩是通過對閘墩與錨塊的連接部位施加預壓應力，這樣在垂直于主錨索的方向上會產(chǎn)生很大的次生拉應力，需要將預應力次錨索施加在錨塊的側(cè)面上，以便提高錨塊自身的承載力和抗裂性能。這種支承結(jié)構(gòu)施工方便且結(jié)構(gòu)簡單，但是弧門推力和錨索預應力沒有作用在一條直線上，錨塊突出閘墩之外，需要較多的次錨索來加固。巖灘水電站及龍灘水電站表孔溢洪道等工程的支撐體結(jié)構(gòu)都采用了簡單錨塊式閘墩。

c．新型弧門支承結(jié)構(gòu)形式

（1）頸部開槽結(jié)構(gòu)形式

這種支承結(jié)構(gòu)形式頸部的截面形狀為“”形。由于頸部向內(nèi)縮進，使得弧門推力對閘墩中心的偏心距減小，并且將弧門推力按雙向傳至頸部，一部分傳至錨塊，另一部分傳至頸縮后的頸部中央，這樣頸部的預壓力增大，同時由弧們推力產(chǎn)生的頸部拉應力也減小了很多，提高了頸部的抗裂性能，也降低了拉錨系數(shù)【22】。

（2）錨塊開縫（預留槽）結(jié)構(gòu)形式

1993年，李傳才，賀采旭等應用平面和三維有限元分析預應力閘墩錨塊結(jié)構(gòu)，提出在錨塊中設(shè)預留槽的意見，并且證明了這種結(jié)構(gòu)形式可以提高預應力效果。通過分析計算，探討了錨塊開縫后所引起的破壞形態(tài)及受力的變化，簡單錨塊和設(shè)預留槽錨塊平面應力分布及破壞形態(tài)。

（3）錨塊中部預留槽結(jié)構(gòu)型式

通過在施工期的錨塊中預留一條縫，同時施加預應力，然后在運行期將其回填，這樣也可以提高預應力效果。閘墩較厚時，縫的尺寸要大一些，而閘墩較薄時，縫的長度要大一些，寬度則要小一些，這樣預壓效果會比較好。

（4）傳力梁支承結(jié)構(gòu)型式

為了更好的提高錨索的預壓效果，中國水利水電科學研究院提出了一種新的支撐體結(jié)構(gòu)形式，也就是傳力梁支撐結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)設(shè)計相比，它可以提高預壓效果，減少錨索數(shù)量，降低經(jīng)濟成本。

3結(jié)論

在我國的水電工程中，預應力閘墩結(jié)構(gòu)得到了廣泛的應用，但是拉錨系數(shù)一般都偏高，在1.6～3.0之間，而國外拉錨系數(shù)僅在1.2～1.8之間。拉錨系數(shù)過大可能由于設(shè)計偏于保守也可能是支承結(jié)構(gòu)體型及錨索布置不完全合理，因此應重點研究錨索布置合理、預應力效果好、錨塊體型相對簡單、施工方便的結(jié)構(gòu)體型。目前，預留槽預應力閘墩在實際工程中得到了廣泛的應用，但對于預留槽在錨塊中的位置以及預留槽尺寸的確定上，還沒有做出透徹的研究。應通過調(diào)整預留槽位置、尺寸來使閘墩頸部及錨塊預留槽周邊應力分布達到最佳狀態(tài)。

參考文獻

【1】現(xiàn)代水工預應力技術(shù)分專業(yè)委員會．林可冀.水工預應力錨固技術(shù)論文集[C]．北京：地震出版社，1997．

第4篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：危巖崩塌 發(fā)育機理 致災因子 定量分析 正交組合

1前言

桂林地區(qū)獨特的巖溶地質(zhì)條件為孕育地質(zhì)災害提供了有利的條件，市區(qū)內(nèi)大多數(shù)山體均有危巖崩塌發(fā)生，同時，危巖崩塌每年以4到6次的速度增加，嚴重威脅到市民的生命財產(chǎn)安全[1]，因此，對該地區(qū)的危巖地質(zhì)災害進行治理迫在眉睫。

2工程概況

白巖山坐落于桂林市秀峰區(qū)西山路南側(cè)，該山體左鄰桃花江，前、后及右邊為住宅小區(qū)和商鋪。其北邊山坡曾于2003年2月發(fā)生一次崩塌，導致附近一棟民房被毀，小區(qū)道路和人防洞口被堵，造成直接經(jīng)濟損失約120萬元。通過調(diào)查，該山體中至少發(fā)育有危巖體99處，平面分布如圖1所示。

3危巖體成因機制

該地區(qū)危巖體的形成主要受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文、人為因素等因素的影響。

3.1地形地貌

該山體地處孤峰平原，地形較為單一，山頂標高為220m，相對高差70m，峰谷間相對高差100m左右，上部覆蓋有較薄的殘坡積層，大部分基巖，是誘發(fā)危巖失穩(wěn)的主要因素。

3.2地層巖性

區(qū)內(nèi)地層巖性主要由上泥盆統(tǒng)融縣組灰?guī)r（D3r）和第四系土層（Q4dl+el））組成，

巖體風化明顯，巖溶裂隙較發(fā)育，巖體完整性差。

3.3地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域內(nèi)巖溶發(fā)育強烈，層間裂隙和垂直裂隙十分發(fā)育，優(yōu)勢節(jié)理裂隙為EW/、NNW/82°∠85°和NE/140°∠77°三組，將巖體切割破碎，形態(tài)獨立的塊體。該結(jié)構(gòu)面是危巖體不穩(wěn)定的主要因素之一。

3.4水文因素

區(qū)域內(nèi)年平均降雨量約為1900mm，降雨主要集中在4～7月份，占全年降雨量的62%，除此之外，每年還會出現(xiàn)幾次大、暴

雨天氣，大強度持續(xù)降雨是危巖地質(zhì)災害的主要誘發(fā)因素。

3.5人為因素

前期市政道路、居民區(qū)、防空洞的修建時產(chǎn)生震動，加上后期區(qū)域內(nèi)人類活動大大的加劇了危巖體的失穩(wěn)。

4危巖體的穩(wěn)定性分析

4.1計算分析

根據(jù)危巖體的結(jié)構(gòu)和狀態(tài)特征，并結(jié)合該地區(qū)危巖體的分類方法，筆者將該99塊危巖體分為臨空型、貼坡型、孤石型三種[2]，計算原理及模型如下：

（1）臨空型計算公式

―危巖體重力（KN）；

―危巖體結(jié)構(gòu)面傾角（°）；

―作用在危巖體上的地震力（KN）；

―主控結(jié)構(gòu)面的等效粘聚力（Kpa）；

―主控結(jié)構(gòu)面的等效內(nèi)摩擦角（°）。

（2）貼坡型

式中參數(shù)物理意義同前。

（3）孤石型

式中：

―轉(zhuǎn)點A到重力延長線的垂直距離（m）；

―轉(zhuǎn)點A到水平地震力延長線垂直距離（m）

5區(qū)域內(nèi)危巖防治技術(shù)體系研究

筆者根據(jù)白巖山危巖體的類型，結(jié)合國內(nèi)外常采用的一些危巖體防治技術(shù)，通過力學機理類型分析，設(shè)計出一套適合桂林地區(qū)危巖體的防治方法。對于同一力學機理的危巖，該地區(qū)主要防治方法表1所示。

在實際工程中，即使是同一危巖單體，在不同的荷載或荷載組合下，其力學機理可能不同[3]，對于該情況，可以采用正交組合的方式確定適合該危巖體的防治措施，如表2所示。

根據(jù)每塊危巖體的力學機理情況，采用正交組合的方法計算，為每一塊危巖體確定最有效的防護措施。在此次危巖體治理過程中，采用支護措施的危巖體1塊；采用灌漿支護措施的危巖體4塊；采用清除措施的危巖體21塊；采用錨固―鋼絲繩、灌漿聯(lián)合支護措施的危巖體39塊；采用錨固―鋼絲繩、灌漿、清除聯(lián)合支護措施的危巖體18塊；采用錨固―鋼絲繩、灌漿、支撐聯(lián)合支護措施的危巖體16塊。

6.1清除工程

危巖體清除是以前廣泛使用的一類技術(shù)，簡單、經(jīng)濟，通常適用于單個、外懸的危巖體[4]，其采用人工清除或靜態(tài)爆破清除的方法，但一定要注意清除下部的危巖容易誘發(fā)卸荷的發(fā)生，清除危巖主要以頂部第二級陡崖危巖為主，該方法在白巖山危巖體的防治過程中使用較為普遍。

6.2錨固―鋼絲繩（網(wǎng)）捆綁及灌漿聯(lián)合

已脫離母巖的危巖體，其穩(wěn)定性差，若采用爆破清除措施容易造成四周危巖體的松動，危險性較大，通常采用鋼絲繩（網(wǎng)）錨固捆綁加上灌漿固結(jié)裂隙面來治理該類型的危巖體。本次治理工程中有39塊危巖體采取了該防治措施，占到了總數(shù)的39.4%，通過后期觀測，采用該防治措施的危巖體穩(wěn)定性較好。

6.3錨固―鋼絲繩（網(wǎng)）捆綁、灌漿、支撐聯(lián)合

對于傾倒型危巖而言，采取支撐防治措施時，若支撐體的重心位于危巖體的外側(cè)，僅需要進行錨固、捆綁便能起到很好的防治效果，若支撐體的重心位于危巖體的重心內(nèi)側(cè)時，則需采用支撐、錨固、捆綁結(jié)合的防治方法，另外，還需加以清除、灌漿等輔助治理措施，該方法在此次的治理過程中使用較多。

7結(jié) 語

（1）工作區(qū)內(nèi)危巖體的形成主要受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等內(nèi)在因素及水文因素、人為因素等外在因素的影響。

（2）按照白巖山99塊危巖體的結(jié)構(gòu)特征，并結(jié)合桂林地區(qū)危巖體的分類方法，將99塊危巖體分為臨空型、貼坡型、孤石行三種類型，并采用極限平衡理論建立了三種危巖體的計算模型和計算方法。

（3）根據(jù)桂林地區(qū)危巖體類型多樣的特點，

其力學機理也不一樣，采用正交組合的方法，提出一套適合該地區(qū)危巖體的防治方法，即“錨固-鋼絲繩（網(wǎng)）捆綁及灌漿”、“錨固-鋼絲繩（網(wǎng)）捆綁、灌漿及支撐”等。

（4）對采用新方法治理后的危巖體，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果可知治理后的危巖體穩(wěn)定性好，新方法行而有效。后期，該新方法可在桂林地區(qū)危巖體的防治過程中逐步推廣開來。

參考文獻

[1].覃蘭麗等.桂林市巖溶區(qū)典型地質(zhì)災害危險性評價[J].中國地質(zhì)災害與防治學報.2009，20（3）：28-33.

[2].鄭金.桂林地區(qū)危巖崩塌的防控技術(shù)體系及其特點研究[D].桂林理工大學碩士學位論文.2012.6.

[3].黃治云等.不同荷載組合類型的危巖力學機理判定及防治方法分析[J].中國科技信息.2007：65-68.

第5篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：防治原則；工況分析；抗滑樁；有限元

Abstract: in view of the slope instability problem in the process of highway excavation, the landslide thrust calculation using transfer coefficient method, the analysis of excavation are not taken to support and excavation and USES the anti-slide pile supporting two remaining in force, in the cases of anti-slide pile effectively prevent the slope deformation and failure, and to achieve stable, finally USES the ansys finite element simulation analysis, show that highway slope excavation process in the strong effect of the anti-slide pile supporting.

Key words: control principle; Operating mode analysis; Anti-slide pile; The finite element

中圖分類號：X734文獻標識碼：A文章編號：2095-2104(2013)

1公路開挖中存在的問題

公路路塹邊坡工程設(shè)計數(shù)量集中、種類多、性質(zhì)雜等特點，但又存在場區(qū)及區(qū)域規(guī)律；和重點復雜的邊坡工程設(shè)計有所差別；但又沒有勘察設(shè)計工作程序和細則；另外由于各種條件的限制，邊坡施工時卻又不能嚴格按照“分級開挖，逐級支護”原則施工。目前，大部分公路路基邊坡施工主要采用全坡面開挖后暴露很長時間再進行防護和加固，導致人為誘導的邊坡變形，嚴重時更會導致多次(處)邊坡失穩(wěn)破壞的工程事故，對工程施工和營運安全帶來直接危害，更會對工程造價和施工進度帶來影響。

2邊坡主要的防治原則及整治技術(shù)

在公路邊坡防護工程設(shè)計中，根本問題是在邊坡的穩(wěn)定與經(jīng)濟之間選擇一種合理的平衡。對于已發(fā)生病害或穩(wěn)定性不足的邊坡，需采用一定的防治措施使其在運營期間的保持穩(wěn)定性或安全性。然而，針對不同邊坡的具體情況采取不同的工程措施[1]。

公路邊坡失穩(wěn)的主要原因，一般認為是由于巖體下滑力增加，或巖體抗滑力降低所致。因此，正對邊坡失穩(wěn)的防治措施主要針對上述兩方面進行處置，從而改善邊坡穩(wěn)定性能，增加邊坡安全系數(shù)。

公路邊坡整治技術(shù)主要分為兩種，一種是針對邊坡存在的隱患或可能發(fā)生的病害采取的預防性措施；另一種則是針對病害采取的治理工程措施。第一種處治技術(shù)是防止病害的發(fā)生或制止邊坡變形，第二種整治的目的則為使邊坡滿足設(shè)計的安全性能。

3抗滑樁支擋工程特點

為支擋失穩(wěn)坡體的下滑力，通常采用抗滑樁加固邊坡的方法。在這類加固工程中，在淺層及中厚層滑體的前緣，或厚度不大且有地質(zhì)條件的滑體的中部，常常采用鋼筋混凝土樁或鋼軌混凝土挖孔樁。而在大多數(shù)情況下，常采用樁墻結(jié)合的措施，采用分級支撐滑體，減輕對下部擋墻的推力[2]。此外，還可分排間隔設(shè)樁，這樣不但工作面多，不會相互干擾，而且能夠加快施工進度。

采用支擋(擋墻、抗滑樁等)措施是邊坡處治的基本方法，對于不穩(wěn)定的邊坡巖土體，使用支擋結(jié)構(gòu)，通過設(shè)置抗滑樁的形式增大滑體抗滑能力，提高滑體的穩(wěn)定性能。該方法的優(yōu)點是可以基本解決邊坡的穩(wěn)定問題，但是其缺點則是支擋位置的設(shè)置靈活性較小。

4有限元軟件及破壞準則

土是由固體、液體和氣體組成的三相體，三相物質(zhì)的質(zhì)量、密度、成因類型、形成歷史等因素，都會使土表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。形成巖土體介質(zhì)的力學性質(zhì)非常復雜，影響其應力和變形的因素很多。鑒于實際工程中計算需要，可采用商用軟件對其進行分析，本文采用的軟件為ANSYS，對邊坡開挖抗滑樁穩(wěn)定性進行計算分析。ANSYS可以很好的模擬巖土的力學性能，對巖土的應力—變形與穩(wěn)定性進行分析。

采用的Drucker-prager準則，通過分析自重應力及開挖對土體的影響，采用雙參數(shù)準則，可以表示為：

式（1）

其中，k和是由試驗確定的材料常數(shù)。根據(jù)應力不變量和，Drucker-prager準則可以表示為：

式（2）

5工程概況

某高速公路 K03+148～K13+220段，該路塹邊坡于2010年8月開始開挖施工，在開挖過程中，邊坡出現(xiàn)了大的滑移變形，山頂部分出現(xiàn)明顯位移，通過勘察認為，該開挖過程可能引發(fā)滑坡，滑體范圍較大，深度較深，一般厚度4～9m，最大厚度12m，滑坡的體積(80～140)×46m3，為一中型滑坡。設(shè)計施工方案為：坡頂及中部削坡減載，并采用格子護坡，在坡腳設(shè)24根抗滑樁(K13+248～K13+344)，兩端用抗滑擋墻加固，修排水溝、前緣施工泄水孔，邊坡的變形得到遏制，邊坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

5.1滑坡推力

利用規(guī)范中的傳遞系數(shù)法[3]，計算滑坡推力及抗滑樁內(nèi)力，根據(jù)勘察報告以及現(xiàn)場的巖土體物理性質(zhì)實驗及相應的技術(shù)規(guī)范。

下滑力：

（3）

抗滑力：

（4）

安全系數(shù)：

（5）

由式(3)，(4)，可得[4]：

（6）

（7）

采用傳遞系數(shù)法對該路塹坡邊坡進行推力計算和穩(wěn)定性分析，分兩種工況。工況一：自然狀態(tài)下開挖邊坡后推力計算和穩(wěn)定性分析；工況二：抗滑樁治理后穩(wěn)定性分析。

推力計算結(jié)果，根據(jù)計算結(jié)果可以得出以下結(jié)論：在未支護前穩(wěn)定系數(shù)0.98，最后條塊剩余下滑力為567.4 KN/m，表明邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。在抗滑樁處置后，該邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)為 1.15，最后條塊剩余下滑力為0，表明抗滑樁支護取得明顯效果，推力計算如表1、2所示，抗滑樁支護后，剪力和彎矩隨樁身變化如圖1、2所示。

表1 工況一推力結(jié)果

表2工況二推力結(jié)果

圖1剪力隨樁深變化圖2彎矩隨樁深變化

為了對以上計算結(jié)果進行對比，采用有限元軟件ansys模擬該公路邊坡開挖過程及抗樁的支擋， 計算參數(shù)選取如表3所示，采用Plane42平面單元來模擬巖土體,鋼筋混凝土抗滑樁采用Beam3單元。材料本構(gòu)模型時采用DP模型?？够瑯稑督孛娉叽鐬?3.5m×2m，受荷段和錨固段長分別為12m和6m，激活梁單元beam3，其邊坡開挖支擋后坡體剪應力分布如圖3所示,依據(jù)坡體破壞準則，支擋后邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，抗滑樁的彎矩分布如圖4所示，正負彎矩的改變處即是該公路邊坡開挖過程中潛在的滑動面。

表3模型參數(shù)

圖3巖體的剪應力圖4抗滑樁的彎矩

4結(jié)論

針對公路開挖中的邊坡破壞和失穩(wěn)問題，本文提出了防治原則和整治技術(shù)相結(jié)合的方法，對抗滑樁的支護特點進行了重點說明。借助具體的工程實例，采用傳遞系數(shù)法，分析和計算邊坡下滑力，通過抗滑樁支護前后的邊坡剩余下滑力對比和有限元的模擬，說明抗滑樁可以很好的提高公路邊坡穩(wěn)定性。

參考文獻

[1]沈珠江.樁的抗滑阻力和抗滑樁的極限設(shè)計]JI.巖土工程學報,1992,14()l:41～43

[2]王恭先.高邊坡設(shè)計與加固問題的討論.甘肅科學學報，2003.21-25

第6篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

【關(guān)鍵詞】FLAC3D數(shù)值模擬；高陡巖質(zhì)邊坡生態(tài)護坡技術(shù)

High steep rock slope anchor - Geonet ecological stability of Slope Protection Technology

Qi Hua-zhong

（Qingdao Technological University Qingdao Shandong 266033）

【Abstract】This paper is derived from the funding of Qingdao science and technology research projects（12-1-4-4-（4）-jch）. From the perspective of ecological slope protection in geotechnical engineering， this article sets out around the essence of high and steep rock slope and use FlAC3D numerical simulation and the rough set theory to research the stability of c-geonet mat spraying ecological slope protection deeply.The application of FLAC3D is studied in the high and steep rock slope structure stability. This method researches the stability of anchor-geonet mat spraying ecological structure with deterministic method and simulates respectivelly unsupportive、bolting and ecological-supportive slopes。Then this paper analysises the advantages of Ecological slope protection.In the study， this paper gets the following conclusion：Compared with the same conditions without support and bolt support （without vegetation growth） ， anchor - geonet mat spraying and sowing grass ecological slope protection technology has greatly improved the stability of the slope. In the slope height of 35m， 45m， 55m， the stability safety coefficient can satisfy the requirements of specification under the application of the technology to reinforce slope.

【Key words】FlAC3D numerical simulation；High and steep rock slope ecological slope protection

1. 引言

（1）在我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的今天，各種道路、水、電、城鎮(zhèn)等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迅猛發(fā)展[1]，大量山體被開挖，導致了各種形式的地質(zhì)與環(huán)境問題：植被破壞，巖石邊坡，引發(fā)了水土流失、泥石流、滑坡等地質(zhì)災害，人工巖土邊坡不斷增加，同時局部氣候惡化，食物鏈被破壞，嚴重影響生態(tài)環(huán)境保護與水土保持工作[2]。

圖1 錨桿——土工網(wǎng)墊生態(tài)護坡技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖

（2）因此，亟須一種經(jīng)濟適用、長期有效的巖質(zhì)高陡邊坡的生態(tài)防護技術(shù)解決此類問題。目前高陡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的研究，大多集中于植物根系固土作用，較少將坡面綠化穩(wěn)定及坡體穩(wěn)定作為研究內(nèi)容。鑒于此，本文針對一種巖質(zhì)高陡邊坡生態(tài)防護的新型技術(shù)——錨桿——土工網(wǎng)墊噴播生態(tài)護坡結(jié)構(gòu)，重點分析其在不同邊坡高度下穩(wěn)定性，經(jīng)FLAC3D模擬得到穩(wěn)定性系數(shù)，分析其加固效果。

2. 錨桿——土工網(wǎng)墊噴播生態(tài)護基本原理

錨桿——土工網(wǎng)墊噴播生態(tài)防護技術(shù)是指在通過錨桿加固邊坡巖體的同時，利用錨桿固定土工網(wǎng)墊，并在土工網(wǎng)墊內(nèi)噴播植生基材，待植被生長后達到坡面綠化效果，植被根系嵌入淺層巖體，增強淺層護坡作用，將坡面綠化防護與深層固坡有機結(jié)合從而使巖質(zhì)邊坡整體穩(wěn)定[3]。錨桿——土工網(wǎng)墊噴播生態(tài)防護結(jié)構(gòu)主要包括錨桿、土工網(wǎng)墊、植生基質(zhì)三部分[4]，其結(jié)構(gòu)組成見圖1。

3. 數(shù)值模擬及計算分析

擬采用三種邊坡形式進行數(shù)值模擬：A邊坡未支護 、B邊坡進行錨桿土工網(wǎng)墊噴播植草生態(tài)護坡但植被未生長、C 邊坡進行錨桿土工網(wǎng)墊噴播植草生態(tài)護坡且植被生長比較旺盛。

3.1 模型的建立。

（1）巖石錨桿——錨索（Cable）單元：FLAC3D內(nèi)設(shè)單元。錨索為彈塑性材料，拉壓屈服。

（2）植被主根系——錨索（Cable）單元：模擬忽略側(cè)根作用只考慮主根作用，主根生長發(fā)育穿過基質(zhì)進入淺表層巖體形成坡面巖體——基質(zhì)——根系復合體，它的受力機理和錨桿的錨固機理相同，即抗剪力由摩擦力提供。因此用Cable單元來模擬植被根系。

（3）噴播植生層——殼（shell）單元：植生基材由植物種子、粘合劑、植壤土、土壤改良劑、緩釋肥、生物菌肥、保水劑等材料按一定配比均勻混合組成，可視為各項同性的線性彈性材料，因此用shell單元來模擬。

（4）復合纖維加筋土體——摩爾——庫倫理想彈塑性模型：植被根系——土工網(wǎng)墊——噴播植生層三者結(jié)合形成復合纖維加筋土。使用素土本構(gòu)模型來代替纖維加筋土本構(gòu)模型。

（5）邊坡巖體擬為摩爾——庫倫理想彈塑性模型，沿邊坡走向取單位長度1米，邊界條件設(shè)為底邊為豎向約束，左右兩側(cè)水平約束，坡面為自由邊界，屬于平面應力問題。坡體基本網(wǎng)格劃分模型尺寸如圖3、圖4、圖5。為使計算結(jié)果更為精確，模擬采用趙尚毅、鄭穎人等提出的計算范圍：坡腳距同側(cè)計算邊界為1.5H，坡頂距同側(cè)計算邊界為2.5H。經(jīng)計算本文中邊坡滑裂面位置距坡腳同側(cè)邊界幾乎為零，故將其擴大至2H，經(jīng)計算符合所需精度要求。

3.2 模型參數(shù)的選取。

選用模型的高度分別為35 m、45m、55m，其他主要參數(shù)見表1。

3.3 計算結(jié)果。

初始應力為自重應力下，計算所得的豎向應力云圖、剪切應變增量云圖、邊坡滑裂面位置如圖所示。

（1）同種生態(tài)結(jié)構(gòu)支護下不同高度剪切面、X方向位移比對。

圖3 高度分別為35M、45M、55M生態(tài)護坡的安全系數(shù)、剪切應變圖

圖4 高度高度分別為35M、45M、55M生態(tài)護坡的X向位移等值線圖

圖5 35M高度下分別為未支護、錨桿支護、生態(tài)支護的滑裂面位置

（2）不同支護條件下同種邊坡高度滑裂面位置比對。

3.4 結(jié)果分析。

（1）在不同的高度、不同的支護類型下，高陡巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)計算結(jié)果如表2所示。

（2）從計算結(jié)果橫向、縱向?qū)Ρ缺砻?，隨著高度的增加，邊坡的穩(wěn)定性隨之下降，并且采用錨桿——土工網(wǎng)墊噴播植草護坡結(jié)構(gòu)比同等支護條件下錨桿支護所得的安全系數(shù)有小幅度的提高。植被的根系在地表淺層范圍內(nèi)分布廣泛，雖然本模擬只取了主根的錨固作用忽略了側(cè)根，但是從結(jié)果中可以看出應用此項生態(tài)護坡技術(shù)，不僅提供了邊坡的穩(wěn)定性，而且達到了綠化、美觀的效果。

（3）從圖3至圖4，隨著邊坡高度的增加，滑裂面的位置明顯向坡體后側(cè)移動，坡頂和坡腳處的塑性變形逐漸增大，相同的支護條件下，單純的提高邊坡的高度，邊坡的穩(wěn)定性會明顯的降低。從圖5，滑裂面處的塑性變形逐漸的縮小，在未支護的時候邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.15，通過此項生態(tài)護坡技術(shù)支護后穩(wěn)定安全系數(shù)為1.3，滿足規(guī)范的要求。

4. 結(jié)論

（1）隨著邊坡高度的增大，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)普遍呈降低趨勢，邊坡高度變化程度成為影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素。

（2）經(jīng)復合型錨桿——土工網(wǎng)墊噴播結(jié)構(gòu)進行加固后邊坡穩(wěn)定性顯著提高，因此，該技術(shù)可用于高陡巖質(zhì)邊坡的生態(tài)防護，且加固效果良好。

（3）該支護體系植被根系加固作用不可忽略，其對邊坡淺層穩(wěn)定性的影響起決定性作用，但本文忽略了植被固有的生命屬性，如根系生長周期、根系無限生長性以及根系分泌物等，因此，從植被的固有生命體系出發(fā)，從微觀的角度分析其淺層穩(wěn)定性將更加的復合實際。

參考文獻

[1] 高喜才，露天礦邊坡開挖過程變形破壞特征及穩(wěn)定性實驗研究[D]，西安科技大學碩士學位論文，2006.

[2] 曾亞武，田偉明，邊坡穩(wěn)定分析的有限元法與極限平衡法的結(jié)合，巖石力學與工程學報，2005.11.

[3] 胡燕東，三維植被網(wǎng)在高速公路邊坡防護中的應用淺析[J]，價值工程，2010：44.

[4] 徐景瑜，三維植被網(wǎng)墊在高速公路邊坡防護中的應用[J]，北方交通，2008（2）：80～81.

第7篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：邊坡；穩(wěn)定性分析；處治對策

Abstract: This paper first briefly explained the meaning of slope stability analysis and treatment technology research, and introduced some commonly used methods of slope stability analysis, combined with some practical experience, and point out some slope treatment measuresKey words: slope; stability analysis; treatment measures

中圖分類號：U213.1+3文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）03-0020-02

引言  

  邊坡破壞的類型很多，常見的是崩塌和滑坡。陡坡前緣部分巖、土體突然與母體分離，翻滾跳動崩墜崖底或塌落而下的過程和現(xiàn)象，稱為崩塌。邊坡部分巖、土體沿著先前存在的地質(zhì)界面，或新形成的剪切破壞面向下滑動的過程和現(xiàn)象，稱為滑坡。在邊坡破壞中，滑破是最常見，危害最嚴重的一類。研究邊坡穩(wěn)定性的目的，在于預測邊坡失穩(wěn)的破壞時間、規(guī)模，以及危害程度，事先采取防治措施，減輕地質(zhì)災害，使人工邊坡的設(shè)計達到安全、經(jīng)濟的目的。

        1. 邊坡工程穩(wěn)定性分析

        1.1 邊坡穩(wěn)定性的影響因素 ①地質(zhì)構(gòu)造。地質(zhì)構(gòu)造因素主要是指邊坡地段的褶皺形態(tài)、巖層產(chǎn)狀、斷層和節(jié)理裂隙的發(fā)育程度以及新構(gòu)造運動的特點等。通常在區(qū)域構(gòu)造復雜、褶皺強烈、斷層眾多、巖體裂隙發(fā)育、新構(gòu)造運動比較活躍的地區(qū)，往往巖體破碎、溝谷深切，較大規(guī)模的崩塌、滑坡極易發(fā)生。②巖體結(jié)構(gòu)。不同結(jié)構(gòu)的巖體，物理力學性質(zhì)差別很大，邊坡變形破壞的性質(zhì)也不同。③風化作用。邊坡巖體，長期暴露在地表，受到水文、氣象變化的影響，逐漸產(chǎn)生物理和化學風化作用，出現(xiàn)各種不良現(xiàn)象。當邊坡巖體遭受風化作用后，邊坡的穩(wěn)定性大大降低。④地下水。處于水下的透水邊坡將承受水的浮托力的作用，使坡體的有效重力減輕；水流沖刷巖坡，可使坡腳出現(xiàn)臨空面，上部巖體失去支撐，導致邊坡失穩(wěn)。⑤邊坡形態(tài)。邊坡形態(tài)通常指邊坡的高度、坡度、平面形狀及周邊的臨空條件等。一般來說，坡高越大，坡度越陡，對穩(wěn)定性越不利。⑥其他作用。此外，人類的工程作用、氣象條件、植被生長狀況等因素也會影響邊坡的穩(wěn)定性。

        1.2邊坡工程穩(wěn)定性分析方法        1.2.1 邊坡極限平衡法。極限平衡法是根據(jù)邊坡上的滑體或滑體分塊的力學平衡原理(即靜力平衡原理)分析邊坡各種破壞模式下的受力狀態(tài)，以及利用邊坡滑體上的抗滑力和下滑力之間的關(guān)系來評價邊坡的穩(wěn)定性。極限平衡法是邊坡穩(wěn)定分析計算的主要方法，也是工程實踐中應用最多的一種方法。

        1.2.2 邊坡可靠性分析法。邊坡工程是以巖土體為工程材料，以巖土體天然結(jié)構(gòu)為工程結(jié)構(gòu)，或以堆置物為工程材料，以人工控制結(jié)構(gòu)為工程結(jié)構(gòu)的特殊構(gòu)筑物。這些構(gòu)筑物都程度不同地存在組成和結(jié)構(gòu)上的不均勻性，天然邊坡尤為突出，因為構(gòu)成邊坡的地質(zhì)體經(jīng)受長期的多循環(huán)的地質(zhì)作用，而且作用強度不一，且又錯綜復雜，致使它們的工程地質(zhì)性質(zhì)差異很大?，F(xiàn)階段邊坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模擬法，可靠指標法，統(tǒng)計矩法以及隨機有限元法。       

2邊坡工程處治技術(shù)       

2.1 抗滑樁技術(shù)

邊坡處置工程中的抗滑樁是通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側(cè)向土體或巖體，依靠樁下部的側(cè)向阻力來承擔邊坡的下推力，從而使得邊坡保持平衡或穩(wěn)定?？够瑯杜c一般樁基類似，但主要承受的是水平荷載。鋼筋混凝土樁是目前邊坡處治工程廣泛采用的樁材，樁斷面剛度大，抗彎能力高，施工方式多樣，其缺點是混凝土抗拉能力有限?？够瑯妒┕ぷ畛Ｓ玫姆椒ㄊ蔷偷毓嘧?，機械鉆孔速度快，樁徑可大可小，適用于各種地質(zhì)條件；但對地形較陡的邊坡工程，機械進入和架設(shè)困難較大。鉆孔時的水對邊坡的穩(wěn)定也有影響。人工成孔的特點是方便、簡單、經(jīng)濟，但速度慢，勞動強度高，遇不良地層(如流沙)時處理相當困難。另外，樁徑較小時人工作業(yè)面困難。

       2.2 注漿加固技術(shù) 注漿加固技術(shù)是用液壓或氣壓把能凝固的漿液注入物體的裂縫或孔隙，以改變注漿對象的物理力學性質(zhì)，從而滿足各類土木建筑工程的需要；注漿加固技術(shù)的成敗與工程問題、地質(zhì)問題、注漿材料和壓漿技術(shù)等直接相關(guān)，如果忽略其中的任何一個環(huán)節(jié)，都可能造成注漿工程的失敗。工程問題、地質(zhì)特征是灌漿取得成功的前提，注漿材料和壓漿技術(shù)是注漿加固技術(shù)的關(guān)鍵。

2.3 加筋邊坡和加筋擋土墻技術(shù) 加筋土是一種在土中加入加筋材料而形成的復合土。在土中加入加筋材料可以提高土的強度，增強土體的穩(wěn)定性。因此，凡在土中加入加筋材料而使整個土工系統(tǒng)的力學性能得到改善和提高的土工加固方法均稱為土工加筋技術(shù)，形成的結(jié)構(gòu)亦稱為加筋土結(jié)構(gòu)。和傳統(tǒng)支擋結(jié)構(gòu)相比，加筋邊坡和加筋擋土墻的特點有：結(jié)構(gòu)新穎、造型美觀、技術(shù)簡單、施工方便、要求較低、節(jié)省材料、施工速度快、工期短、造價低廉、效益明顯、適應性強、應用廣泛等。由于加筋邊坡和加筋擋土墻的這些優(yōu)點，目前其已從公路路堤、路肩發(fā)展到應用于其他各種支擋結(jié)構(gòu)和邊坡防護。目前已用于處理公路邊坡、市政建設(shè)、護岸工程、鐵道工程路基邊坡、工民建配套的支擋及邊坡工程、防洪堤、林區(qū)工程、工業(yè)尾礦壩、渣場、料場、貨場等；甚至還用于危險品或危險建筑的圍堰設(shè)施等。

        2.4 錨固技術(shù) 巖土錨固技術(shù)是把一種受拉桿件埋入地層中，以提高巖土自身的強度和自穩(wěn)能力的一門工程技術(shù)。由于這種技術(shù)大大減輕結(jié)構(gòu)物的自重，節(jié)約了工程材料并確保工程的安全和穩(wěn)定，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，因而目前在工程中得到極其廣泛的應用。錨桿在邊坡加固中通常與其他只當結(jié)構(gòu)聯(lián)合使用，例如以下幾種情況：①錨桿與鋼筋混凝土樁聯(lián)合使用，構(gòu)成鋼筋混凝土排樁式錨桿擋墻。排樁可以是鉆孔樁、挖孔樁或預置樁；錨桿可以是預應力或非預應力錨桿，預應力錨桿材料多采用鋼絞線(預應力錨索)、四級精軋螺紋鋼(預應力錨桿)。錨桿的數(shù)量根據(jù)邊坡的高度及推力荷載可采用樁頂單錨點作法和樁身多錨點作法。②錨桿與鋼筋混凝土格架聯(lián)合使用形成鋼筋混凝土格架式錨桿擋墻。錨桿錨點設(shè)在格架節(jié)點上，錨桿可以是預應力錨桿(索)或非預應力錨桿(索)。這種支擋結(jié)構(gòu)主要用于高陡巖石邊坡或直立巖石切坡，以阻止巖石邊坡因卸荷而失穩(wěn)。③錨桿與鋼筋混凝土板肋聯(lián)合使用形成鋼筋混凝土板肋式錨桿擋墻，這種結(jié)構(gòu)主要用于直立開挖的Ⅲ，Ⅳ類巖石邊坡或土質(zhì)邊坡支護，一般采用自上而下的逆作法施工。④錨桿與鋼筋混凝土板肋、錨定板聯(lián)合使用形成錨定板擋墻。這種結(jié)構(gòu)主要用于填方形成的直立土質(zhì)邊坡。

        2.5 預應力錨索加固技術(shù) 用高強度、低松馳型鋼絞線預應力錨索對滑坡體或崩落體施加一定的預應力，提高它們的剛度，使預應力錨索作用范圍的巖石相應擠壓，滑動面或巖石裂隙面上摩擦力增大，加強它們的自承能力，可有效地限制巖體的部份變形和位移。

        2.6 排水工程的設(shè)計 地表排水工程的設(shè)計要求：①填平坑洼、夯實裂縫。坡面產(chǎn)生坑洼和裂縫，往往是滑坡的先兆，也是導致嚴重滑坡的主要原因。大氣降雨、地表水就會匯集在坑洼處或沿著裂縫滲入土層，使土的抗剪強度降低，造成坡體滑動。因此，對坑洼和裂縫應仔細查找，認真夯填。②合理確定截水溝的平面位置。截水溝的平面布置，應盡量順直，并垂直于徑流方向。如遇到山坡有凹地或小溝時，應將凹地填平或與外側(cè)擋土墻相連，內(nèi)側(cè)與水溝聯(lián)結(jié)，避免水溝內(nèi)的水流越出或滲入截水溝溝底，導致水溝破壞。應該結(jié)合邊坡的區(qū)域地貌、地形特點，充分利用自然溝谷，在邊坡體內(nèi)外修筑截水溝、平臺截水溝、集水溝、排水溝、邊溝、急流槽等，形成樹杈狀、網(wǎng)狀排水系統(tǒng)，以迅速引走坡面雨水。

        3結(jié)語

        邊坡崩塌作為常見事故經(jīng)常會給工程上帶來影響，增強對邊坡的保護意識以及研究更好的邊坡防護的方法仍將是工程上的一項具有挑戰(zhàn)性的任務，相信隨著科技的發(fā)展，邊坡的防治技術(shù)也會越來越合理完善。

參考文獻：

[1]彭小云，張婷，秦龍.高陡邊坡穩(wěn)定性的影響因素分析[J].高陡邊坡穩(wěn)定性的影響因素分析.2002.

第8篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

關(guān)鍵詞：大斷面隧道；圍巖；松動圈；錨桿長度

1概述

錨桿支護技術(shù)，是以錨桿為主要技術(shù)措施的，通過對圍巖的約束力―錨固力來提高圍巖強度、改變圍巖體應力分布狀態(tài)，進而發(fā)揮巖體的自身承載能力，以控制圍巖變形及防止巖石塌落，加強地下洞室穩(wěn)定性，使之具有相應服務功能的支護加固技術(shù)的總稱。

隨著新奧法的出現(xiàn)發(fā)展，作為新奧法關(guān)鍵技術(shù)――噴錨支護中的重要環(huán)節(jié)，錨桿在地下工程中得到更為廣泛應用。

本文結(jié)合博深高速公路三車道大斷面隧道軟弱圍巖（主要Ⅴ、Ⅳ級圍巖）錨桿內(nèi)力變化特性，對錨桿內(nèi)力的分布型式進行總結(jié)，同時結(jié)合圍巖內(nèi)部位移量測數(shù)據(jù)，對圍巖松動圈進行分析， 并對錨桿的作用機理進行一定的探討，最后提出錨桿長度優(yōu)化方案。

2錨桿支護機理分析

錨桿的支護作用機理因隧道地質(zhì)條件、錨桿配置方式、錨桿打設(shè)時機、隧道掘進方法的不同而不同，以下幾種支護機理普遍得到大家認同：

1） 懸吊作用

懸吊作用集中體現(xiàn)為把可能塌落的不穩(wěn)定塊體懸吊在圍巖深處的穩(wěn)定巖體上，以避免它的塌落以及由于它的塌落可能引起的圍巖整體失穩(wěn)。

2） 組合梁作用

在水平層狀或近視水平層狀巖體條件下，由于隧道的開挖，隧道頂板呈薄層重合梁狀態(tài)，當垂直于頂板打設(shè)錨桿后，在錨桿的張拉力作用下，增大了層理面間的摩擦力，使頂板的整體性得到加強，從而使頂板具有組合梁的作用。

3） 內(nèi)壓作用

隧道開挖后，圍巖會發(fā)生一定程度的變形，此時系統(tǒng)錨桿通過墊板給圍巖施加了徑向壓力，與此同時錨桿與圍巖間的摩擦力和粘結(jié)力也向圍巖施加徑向壓力。

4） 加固作用

對于節(jié)理裂隙較為發(fā)育的隧道，由于系統(tǒng)錨桿的施設(shè)，圍巖的C、φ值有一定地提高，圍巖的整體性得到增強。

5） 減跨作用

隧道開挖后，隧道的拱頂可近似為拱或梁結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)設(shè)置的錨桿聯(lián)結(jié)深部穩(wěn)定巖體，通過錨桿本身將徑向壓力傳給拱頂圍巖，相當于給拱頂巖體增設(shè)了較多的支點，最終起到減跨作用。

在實際工程中上述錨桿的支護作用機理并非孤立存在，通常是多種作用機理復合作用。

3錨桿受力特征分析

3.1 隧道典型斷面錨桿內(nèi)力特征分析

根據(jù)水澗山隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測資料，首先選取了Ⅴ、Ⅳ級圍巖洞段中具有代表性的YK29+725斷面、ZK29+800斷面進行分析，然后針對兩種圍巖不同部位錨桿的受力特性進行統(tǒng)計分析。

（1）隧道典型斷面錨桿內(nèi)力變化特征

1）YK29+725斷面

左側(cè)拱腰位置：如圖1所示，該位置不同深度測點錨桿內(nèi)力變化主要有兩種形態(tài)，圍巖內(nèi)部0.7m、1.4m處測點量測值在前兩天變化特快，后來逐漸變小并于一個月后趨穩(wěn)，穩(wěn)定值很小，其中圍巖內(nèi)部0.7m處測點穩(wěn)定值為負（錨桿受壓）；圍巖內(nèi)部2.1m、2.8m處測點量測值經(jīng)歷了快速增長緩慢增長趨穩(wěn)的過程。其中圍巖內(nèi)部2.1m處測點穩(wěn)定值最大（為34MPa）。

拱頂位置：如圖2所示，該位置除圍巖內(nèi)部0.7m處測點量測值較大外，其余各測點量測值都較小。圍巖內(nèi)部0.7m處測點在剛開始一周增長很快，后來隨著下臺階的開挖有一定的波動回落，趨穩(wěn)時間較長；圍巖內(nèi)部1.4m處測點先受拉后受下臺階開挖的影響變?yōu)槭軌?；圍巖內(nèi)部2.1m處測點一直受拉，下臺階開挖后量測值有小量的增加，不過量測值一直都較??；圍巖內(nèi)部2.8m處測點一直受壓，而其量測值最小。

右側(cè)拱腰位置：如圖3所示，剛開始一個月圍巖內(nèi)部1.4m處測點錨桿內(nèi)力量測值較大，其余均很小。下臺階開挖后，圍巖內(nèi)部2.8m處測點量測值陡然上升，不過很快就趨于基本穩(wěn)定；圍巖內(nèi)部1.4m處測點量測值有一定的波動并略有減小；其余圍巖內(nèi)部0.7 m、2.1m處測點量測值基本沒變，量測值一直很小。

2）ZK29+800斷面

左側(cè)拱腰位置：如圖4所示，該位置的圍巖內(nèi)部0.7m、1.4m處測點先受拉后受壓，其中圍巖內(nèi)部0.7m處測點量測值最大；圍巖內(nèi)部2.1m處測點一直受拉，不過量測值較??；圍巖內(nèi)部2.8m處測點基本不受力。

拱頂位置：如圖5所示，該位置各測點在剛開始時都呈現(xiàn)為逐漸增加。20天后圍巖內(nèi)部0.7m處測點量測值逐漸減小并轉(zhuǎn)變?yōu)槭軌?；圍巖內(nèi)部1.4m、2.1m處測點量測值均較大，而且在下臺階開挖后圍巖內(nèi)部2.1m處測點量測值有少量的增加；圍巖內(nèi)部2.8m處測點量測值不是很大，下臺階開挖后量測值略有增加。

右側(cè)拱腰位置：如圖6所示，該位置圍巖內(nèi)部各測點量測值在前兩天增長很快，不過趨穩(wěn)也較快，下臺階開挖后各測點量測值都有一定的變化。其中圍巖內(nèi)部2.8m處測點量測值有一定的減?。粐鷰r內(nèi)部2.1m處測點量測值有少量的增加；圍巖內(nèi)部0.7m處測點和1.4m處測點量測值變化基本一致，下臺階開挖后有一定的增加，后來又有較大的回落并趨于穩(wěn)定。

（2）Ⅴ、Ⅳ級圍巖不同部位錨桿受力分析

為了更好地分析Ⅴ、Ⅳ級圍巖不同部位錨桿受力情況，我們對各斷面不同部位各測點的錨桿內(nèi)力量測值進行統(tǒng)計分析，統(tǒng)計結(jié)果見圖7～10，圖中初始量測值為錨桿計埋設(shè)一周后的內(nèi)力量測值，最終量測值為錨桿內(nèi)力穩(wěn)定值。

根據(jù)前面典型斷面錨桿內(nèi)力變化曲線的分析，結(jié)合Ⅴ、Ⅳ級圍巖不同部位初始及最終量測值的統(tǒng)計結(jié)果，可以得出以下結(jié)論：

① 總體上看錨桿內(nèi)力量測值不是很大。

② Ⅴ級圍巖松動圈大約2～3m；Ⅳ級圍巖松動圈大約1.5～2m。

③ 隨著掌子面的不斷推進和時間的推移，錨桿內(nèi)力量測值有一定的增加，中性點往圍巖深部移動，圍巖松動圈逐漸變大。

④ 隨著下臺階的開挖，拱腰位置的錨桿內(nèi)力變化曲線呈現(xiàn)出臺階狀。

4圍巖內(nèi)部位移分析研究

在隧道開挖的過程中，由于洞室周邊巖體的破壞，使得該處的圍巖應力降低，同時周邊巖體在空氣和水的影響下加速風化，從而向洞內(nèi)產(chǎn)生塑性松脹，松脹的結(jié)果使原來由洞邊附近巖石承受的應力轉(zhuǎn)移到鄰近的巖體，因而鄰近的巖體也就產(chǎn)生塑性變形。這種塑性變形的范圍是向圍巖內(nèi)部逐漸擴展的，結(jié)果就在洞室周圍產(chǎn)生了一定厚度的塑性松動圈。塑性松動圈的確定不但對評價圍巖穩(wěn)定性至關(guān)重要，并且為進行合理、經(jīng)濟的支護設(shè)計提供了有效的依據(jù)。

確定圍巖松動圈的方法在工程應用中較多，比如聲波法、地震波法和地質(zhì)雷達法，但這些方法均存在較大的局限性。多點位移計法作為一種成本相對低廉、原理簡單、測試結(jié)果可靠的現(xiàn)場測試方法，具有不可比擬的優(yōu)越性。據(jù)此，對多點位移計的現(xiàn)場量測方法進行探討就具有較大的實際意義，該法在隧道工程中量測圍巖內(nèi)部位移變形得到了推廣和運用。即通過對圍巖內(nèi)部各點位移變形情況進行量測分析，得出一種確定圍巖塑性松動圈范圍的方法。

根據(jù)水澗山隧道現(xiàn)場監(jiān)控量測資料，首先選取了Ⅴ、Ⅳ級圍巖洞段中具有代表性的YK29+725斷面、ZK29+800斷面進行分析，然后針對兩種圍巖應力較集中的拱腰位置圍巖內(nèi)部位移特性進行統(tǒng)計分析。

1）YK29+725斷面

左側(cè)拱腰位置：如圖11所示，該位置隨著時間的推移，各點位移都有不同程度的增加。其中測點1離隧道洞壁最近，累積位移量最大；測點4離隧道洞壁最遠，該點位移量較小，可以看作是基本不動，說明開挖影響范圍在測點4以內(nèi)，此范圍為3m左右。

圖11 YK29+725斷面左側(cè)拱腰處圍巖內(nèi)部位移時間曲線圖

右側(cè)拱腰位置：如圖12所示，該位置隨著時間的推移，各點位移都有不同程度的增加。其中測點1離隧道洞壁最近，累積位移量最大；測點4剛開始位移有所增加，但很快就回彈，基本趨于平穩(wěn)，測點4離隧道洞壁最遠，該點位移量較小，可以看作是基本不動，說明開挖影響范圍在測點4以內(nèi)，此范圍為3m左右。

圖12 YK29+725斷面右側(cè)拱腰處圍巖內(nèi)部位移時間曲線圖

2）ZK29+800斷面

左側(cè)拱腰位置：如圖13所示，該位置隨著時間的推移，各點位移都有不同程度的增加。其中測點1離隧道洞壁最近，累積位移量最大；測點4離隧道洞壁最遠，該點位移量較小。各測點在剛開始一周增長較快，后逐漸趨于穩(wěn)定。測點3位移量也較小，說明開挖影響范圍在測點2以內(nèi)，此范圍為2.0m左右。

圖13 ZK29+800斷面左側(cè)拱腰處圍巖內(nèi)部位移時間曲線圖

右側(cè)拱腰位置：如圖14所示，該位置隨著時間的推移，各點位移都有不同程度的增加，整體來說，各測點累積位移量均不大。其中測點1離隧道洞壁最近，累積位移量最大，測點4離隧道洞壁最遠，該點位移量很小。測點3和測點4位移量均較小，說明開挖影響范圍在測點2以內(nèi)，此范圍為2.0m左右，在此范圍內(nèi)圍巖發(fā)生較大的松動。

圖14 ZK29+800斷面右側(cè)拱腰處圍巖內(nèi)部位移時間曲線圖

根據(jù)典型斷面不同部位圍巖內(nèi)部位移量測統(tǒng)計結(jié)果分析，可以得出：

① 總體上看圍巖內(nèi)部位移量測值不是很大。

② Ⅴ級圍巖松動圈大約2.5～3.0m；Ⅳ級圍巖松動圈大約2.0～2.5m。

③ 隨著時間的推移，各點位移都有不同程度的增加，同時，各測點的累計位移量隨著距洞壁距離的增大而顯著減小，由此可確定圍巖松動圈的大小。

5隧道錨桿長度優(yōu)化研究

結(jié)合博深高速公路三車道大斷面隧道軟弱圍巖錨桿內(nèi)力變化特性，對錨桿內(nèi)力的分布型式進行總結(jié)，同時結(jié)合圍巖內(nèi)部位移量測數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計分析和理論分析，確定不同級別圍巖開挖影響范圍，進而確定圍巖松動圈大小，最后根據(jù)圍巖松動圈得大小進行錨桿長度的優(yōu)化。

5.1 隧道圍巖松動圈大小確定

根據(jù)錨桿內(nèi)力變化特征分析，可以確定三車道大斷面隧道軟弱圍巖松動圈大小，Ⅴ級圍巖松動圈大約2.0～3.0m；Ⅳ級圍巖松動圈大約1.5～2.0m。

根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測圍巖內(nèi)部位移量分析，確定三車道大斷面隧道軟弱圍巖松動圈大小，Ⅴ級圍巖松動圈大約2.5～3.0m；Ⅳ級圍巖松動圈大約2.0～2.5m。

綜合錨桿內(nèi)力及圍巖內(nèi)部位移分析結(jié)果，我們可以得出水澗山隧道三車道大斷面軟弱圍巖松動圈大小范圍如下：Ⅴ級圍巖松動圈大約2.5～3.0m；Ⅳ級圍巖松動圈大約2.0～2.5m。

5.2 隧道錨桿長度優(yōu)化結(jié)果

錨桿長度的選取應當是充分發(fā)揮錨桿強度作用，并以獲得經(jīng)濟合理的錨固效果為原則。因此應當盡量使錨桿應力值接近錨桿抗拉強度或錨固強度。當原巖應力和洞室斷面尺寸大，巖體C、φ值和E值低時應采用較長的錨桿。錨桿過長，錨桿的平均應力就會降低，不能充分發(fā)揮效用，因此錨桿長度一般不宜超出塑性區(qū)范圍。錨桿過短，也難以起到穩(wěn)定圍巖和保護巖體強度的作用，因此錨桿的最小長度一般不應小于圍巖松動區(qū)厚度。

原設(shè)計中Ⅴ級圍巖洞段的錨桿長度為4m，Ⅳ級圍巖洞段的錨桿長度為3.5m?，F(xiàn)場監(jiān)測資料分析表明：Ⅴ級圍巖松動圈大約2.5～3.0m，Ⅳ級圍巖松動圈大約2.0～2.5m。綜合上述分析，再結(jié)合其它三車道大斷面公路隧道支護參數(shù)，我們建議：Ⅴ級圍巖洞段錨桿長度4.0m是合理的，Ⅳ級圍巖洞段錨桿長度可以優(yōu)化為3.0m。此優(yōu)化在確保支護結(jié)構(gòu)安全的前提下，不僅增加了施工時的可操作性，而且可以節(jié)約工程投資。

6小結(jié)

（1）錨桿支護作用機理較為復雜，主要有懸吊作用、組合梁作用、內(nèi)壓作用、加固作用、減跨作用，此外還有組合拱作用等。在實際工程中上述錨桿的支護作用機理并非孤立存在，通常是多種作用機理復合作用，只是在特定的工程條件下，某種或某幾種作用起到主導作用。

（2）通過現(xiàn)場監(jiān)控量測，分析錨桿內(nèi)力變化特征，可以得出：Ⅴ級圍巖松動圈大約2～3m；Ⅳ級圍巖松動圈大約1.5～2m。同時，隨著掌子面的不斷推進和時間的推移，錨桿內(nèi)力量測值有一定的增加，中性點往圍巖深部移動，圍巖松動圈逐漸變大。

（3）根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測不同部位圍巖內(nèi)部位移量的統(tǒng)計分析，隨著時間的推移，各點位移都有不同程度的增加，同時，各測點的累計位移量隨著距洞壁距離的增大而顯著減小。同時可以得出：Ⅴ級圍巖松動圈大約2.5～3.0m；Ⅳ級圍巖松動圈大約2.0～2.5m。

（4）根據(jù)確定的圍巖松動圈大小范圍，可以優(yōu)化錨桿長度，得出以下結(jié)論：Ⅴ級圍巖洞段錨桿長度4.0m是合理的，Ⅳ級圍巖洞段錨桿長度可以優(yōu)化為3.0m。

參考文獻：

[1] 王建宇 編著. 地下工程噴錨支護原理和設(shè)計[M]. 中國鐵道出版社， 1980

[2] 劉秀敏. 軟巖大斷面隧道錨桿的優(yōu)化設(shè)置[碩士學位論文]. 武漢：華中科技大學，2007

[3] 柏涵. 順層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析與錨桿支護研究[碩士學位論文]. 長沙：中南大學，2013

[4] 譚忠盛，喻渝等. 大斷面淺埋黃土隧道錨桿作用效果的試驗研究[J]. 巖土力學. 2008（02）

[5] 陳力華，林志等. 公路隧道中系統(tǒng)錨桿的功效研究[J]. 巖土力學. 2011（06）

[6] 高超. 大跨度小凈距隧道支護結(jié)構(gòu)力學特征研究[碩士學位論文]. 重慶：重慶交通大學，2012

第9篇：巖土錨固技術(shù)論文范文

關(guān)鍵字：樁墻-錨噴組合 結(jié)構(gòu) 高邊坡 詳細分析 計算 設(shè)計結(jié)果

中圖分類號：TD229 文獻標識碼：A 文章編號：

在城市不斷發(fā)展延伸的過程中，各類功能性建筑也隨之擴展，在平原、盆地等利于進行建筑工程建設(shè)的地方被利用殆盡后，建筑工程逐漸轉(zhuǎn)向地形比較崎嶇的山區(qū)、丘陵，其中功能性建筑占大多數(shù)，觀賞性建筑如雕像、寺廟等建筑占少數(shù)。而要保護這些實用性建筑通常采取的做法是樁墻-錨噴組合結(jié)構(gòu)，下面我們通過借鑒一個實例來講解樁墻-錨噴組合結(jié)構(gòu)在高邊坡中的支護設(shè)計。

1.工程基本情況

1.1工程簡單敘述

某集團因空間問題，需在一處山坡山上擬建一座具有四層樓和一層地下室的建筑，此建筑物的結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。因為室外地面上控制標高的要求，在平整場地時，土方開挖后在所建的建筑物的東、西、北面形成了一個4米到17米高的土坡。經(jīng)研究決定，對于工程的要求需要對這個高邊坡進行長久性的支護。

1.2所建工程的地質(zhì)情況

目前在擬建場地地面標高開挖后，處于20.75m到22.17m之間地形較平坦。此處的地貌單元在長江二級階梯上。據(jù)擬建產(chǎn)地巖石土壤工程勘察相關(guān)報告顯示，高邊坡主要處于③—2可塑黃褐色的粉質(zhì)粘土層中，其物理指標如下表：

表1③—2可塑黃褐色粉質(zhì)粘土層土指標

2.針對工程實際情況提出的支護方案

根據(jù)土層分析的實際情況和坡高的差異，再把土層穩(wěn)定性的分析加入其中，對邊坡采用兩種方法進行支護。

（1）在地段的坡高小于5.0m的地方，使用毛石與素混凝土有機結(jié)合，形成重力式擋土墻。

（2）在地段的坡高大于5.0m的地方，使用人工挖孔樁與噴錨的方式來形成支護結(jié)構(gòu)，但要注意放坡的比例是1比0.3。

在支護工程中，可以從三方面入手：一、Φ1000人工采取挖孔樁的方式來加強對坡腳的防護，同時在孔樁的頂部位置設(shè)置一根錨桿，這樣可以有效地提高土坡的穩(wěn)定性。二、在坡面和孔樁頂部以上的高土坡體可以采用噴錨支護。三、在挖孔樁懸臂端的背后可以采用人工填土的方式進行夯實，在孔樁的頂部使用頂連和系梁的方式來保證支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，這樣可以多角度地做到對高邊土坡的支護。下面是高邊坡支護的平面圖的參考圖：

3.對方案中支護結(jié)構(gòu)的計算

3.1高邊土坡穩(wěn)定性的分析

（1）Taylor法

在放坡比例為1比0.3的前提下，土層參數(shù)取值為Φ=20°，C=70kPa,H=17.0m,β=75°，r=19.2Kn/m。

根據(jù)數(shù)據(jù)查詢可知N=7.7，而土坡的放坡高度為：H= NC/r=(7.7*70)/19.2=28.1m，安全系數(shù)K=28.1/17.0=1.65,而1.65大于1.30，根據(jù)計算所得的結(jié)果可以知道，土坡依照這種方法支護是安全的。

（2）Bishop法

使用Bishop圓弧滑動面計算的方法來測定土坡的整體的穩(wěn)定性。因為擬建場地的土坡高度不相同，現(xiàn)采取5.0m，11.0m和17.0m三種不同高度值的土坡進行穩(wěn)定性分析，通過計算公式的計算，得出三種高度最小安全系數(shù)對應的值，如下表：

表2 三種不同高度值安全系數(shù)對比

通過對以上表中的數(shù)據(jù)進行比較發(fā)現(xiàn)，最小安全系數(shù)接近1.30，表明土坡存在安全隱患，并通過分析可以知道，坡腳附近是土坡最不利的滑動面發(fā)生的位置。如果土坡在不受外力作用的情況下，其自身土質(zhì)層的性質(zhì)較好，在短期時間內(nèi)能確保無問題，穩(wěn)定性還不錯，但時間長了，受到一些外力的作用，如雨、風或震動情況，會使土坡坡面及坡腳發(fā)生變化，從而影響其原有的穩(wěn)定性。尤其是在頗高17m處，此處的最小安全系數(shù)為1.39，很容易在外力的作用下產(chǎn)生隱患，因此建議本工程對坡面及坡腳進行長期性的支護。

4.對支護結(jié)構(gòu)的計算

4.1針對坡高在17m處得支護段的驗算，土壓力強度設(shè)計分為主動土壓力強度與被動土壓力強度。

主動土壓力強度：

被動土壓力強度：

4.2錨桿的水平拉力計算

在反彎點2以上力矩平衡的條件下，R*5=227.25*2.07可得R=94.08kN/m。

4.3樁長的計算

在上端點1假設(shè)為鉸支的條件下，按照單支點淺埋的支護方式來計算出嵌固深度t

樁長L=5+1.2*3.6=9.32m,實際中取值10m。

4.4驗證單支點淺埋式計算模型的合理性

在人工挖孔樁Φ1000mm的情況下，混凝土強度等級C25，b=0.9*(1.5*1.0+0.5)=1.8m,根據(jù)其自身特性取值m為35000Kn/m

I==0.0491m EI=1.85*2.8*10*0.0491=1.17*10Kn/m

說明了使用淺埋式的計算模式是合理的。

4.5錨桿連系梁的設(shè)計

（1）錨拉桿力的計算。錨桿的水平傾角取用15度和20度，使其間隔排列，錨桿的有效孔徑D=15cm,然后取土層參數(shù)，r=19.2kN/m，φ=20.9，C=73.8kPa。自由段長度為：

實際去5.0m。

取錨固段長度L=13m,錨桿總長L=13+5.0=18m，土體與錨固體極限摩阻力取q=60kPa，錨桿拉力R=πDL*q=3.14*0.15*13*60=367.38kN

錨桿容許水平拉力，錨桿抗力分項系數(shù)r取2.0

（2）錨桿間距與強度的計算

錨桿間距L==1.83m，實際取錨桿間距為1.5m

錨桿強度的計算：使用兩根1860級的鋼絞線，D=14.2mm

5.其他建設(shè)性的防護措施

加強土坡表面的排水系統(tǒng)，積極疏通坡腳水溝，對水溝進行填土夯實，預防水滲入邊坡，可以在邊坡的兩面用石塊混凝土砌嚴實。

加強坡面整體的綠化面積，植樹種草，減低雨水等外力對坡面土石的侵蝕，并對施工后的高邊坡的支護進行監(jiān)督檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時的維修。

總之，人們從以往的實際工程建設(shè)中得出治理高邊坡防護的經(jīng)驗與方案，樁墻-錨噴組合結(jié)構(gòu)體系被廣泛采用，它在高邊坡支護中的效果很明顯，它不僅安全性能可靠，在經(jīng)濟上相對合理。對高邊坡的支護工程要經(jīng)過精細的驗算后得出是否有安全隱患的結(jié)論，這樣不會造成盲目施工，導致人力、物力和財力的浪費。希望在以后工程中的不斷使用，使此方法得到更有利的改進和完善，為復雜地形下的施工提供更好的解決方案。

參考答案：

[1]張質(zhì)衡,汪秀石.樁墻—錨噴組合結(jié)構(gòu)在高邊坡支護中的設(shè)計[J].低溫建筑技術(shù),2009,(05):91-93.

[2]姚立新,姜景,倪愛琳.樁—錨組合法在高邊坡支護中的應用[J].江蘇建筑,2010,(06):74-76.

[3]馮玉國,隋永波,周萬東.預應力錨拉樁板墻在高邊坡支護中的應用[A].中國地質(zhì)學會.第十三屆全國探礦工程（巖土鉆掘工程）學術(shù)研討會論文專輯[C].中國地質(zhì)學會:,2005:4.