新型可視土工拉拔試驗(yàn)儀的研發(fā)與應(yīng)用

為了研究土工格柵加筋土的機(jī)理,找出影響加筋土界面特性的主要因素,通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有拉拔試驗(yàn)設(shè)備,研制了兼顧速率穩(wěn)定性和能量損失的電動(dòng)型拉拔設(shè)備.采用tgdg80型土工格柵,以石灰土、粉土為填料,在疏松、中密、密實(shí)3種壓實(shí)狀態(tài)和3.125、5.417、7.167kpa三種豎向荷載下進(jìn)行多組正交拉拔試驗(yàn).結(jié)果表明:石灰土與tgdg80型土工格柵的加筋土組合的安全性和穩(wěn)定性更優(yōu),充足的壓實(shí)度能大大提高加筋土擋墻的柔性和協(xié)調(diào)性.

介紹一種新型化學(xué)錨栓。該化學(xué)錨栓的錨固劑由無(wú)機(jī)化學(xué)材料組成,具有優(yōu)越的耐高溫性能。通過(guò)在c30混凝土中進(jìn)行m12新型化學(xué)錨栓的拉拔試驗(yàn),對(duì)不同錨固長(zhǎng)度下的破壞形態(tài)進(jìn)行分析,得出m12新型化學(xué)錨栓在c30混凝土中的有效錨固長(zhǎng)度,進(jìn)一步得出m12新型化學(xué)錨栓的設(shè)計(jì)承載力,為新型化學(xué)錨栓的工程應(yīng)用設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

介紹了一種新型化學(xué)錨栓,該化學(xué)錨栓的錨固劑由無(wú)機(jī)化學(xué)材料組成,具有優(yōu)越的耐高溫性能。通過(guò)在c30混凝土中進(jìn)行m12新型化學(xué)錨栓的拉拔試驗(yàn),對(duì)不同錨固長(zhǎng)度下的破壞形態(tài)進(jìn)行分析,得出m12新型化學(xué)錨栓在c30混凝土中的有效錨固長(zhǎng)度,進(jìn)一步得出m12新型化學(xué)錨栓的設(shè)計(jì)承載力,為新型化學(xué)錨栓的工程應(yīng)用設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

介紹了一種新型化學(xué)錨栓,該化學(xué)錨栓的錨固劑由無(wú)機(jī)化學(xué)材料組成,具有優(yōu)越的耐高溫性能。通過(guò)在c30混凝土中進(jìn)行m12新型化學(xué)錨栓的拉拔試驗(yàn),對(duì)不同錨固長(zhǎng)度下的破壞形態(tài)進(jìn)行分析,得出m12新型化學(xué)錨栓在c30混凝土中的有效錨固長(zhǎng)度和m12新型化學(xué)錨栓的設(shè)計(jì)承載力,為新型化學(xué)錨栓的工程應(yīng)用設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

錨桿拉拔試驗(yàn)規(guī)程6365922 錨桿拉拔力試驗(yàn)規(guī)程 編制單位: 編制: 審核: 總工程師: 二〇一六年五月二十五日 錨桿拉拔力試驗(yàn) 1試驗(yàn)?zāi)康?錨桿拉拔力試驗(yàn)的目的是判定巷道圍巖的可錨性、評(píng)價(jià)錨桿、樹(shù)脂、圍巖錨固 系統(tǒng)的性能和錨桿的錨固力。試驗(yàn)必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，使用的材料和設(shè)備與巷道正常 支護(hù)相同。 2試驗(yàn)工具和設(shè)備 試驗(yàn)的工具與設(shè)備主要有: (1)錨桿拉力計(jì)(量程,200kn、分辨率?1.0kn) (2)鉆孔機(jī)具。 3準(zhǔn)備工作 3.1地點(diǎn)的選擇 試驗(yàn)地點(diǎn)應(yīng)盡量靠近掘進(jìn)工作面，圍巖較平整，未發(fā)生脫落、片幫等現(xiàn)象。試 驗(yàn)錨桿應(yīng)避開(kāi)鋼帶(鋼筋梯)安裝，距鄰近錨桿不小于300mm。 3.2錨桿、錨固劑 試驗(yàn)用錨桿的表面應(yīng)無(wú)銹、油、漆或其他污染物。樹(shù)脂錨固劑按設(shè)計(jì)選用。 3.3鉆孔 用錨桿鉆機(jī)在選擇的地點(diǎn)鉆孔。試驗(yàn)前測(cè)量鉆孔直徑、錨

植筋拉拔試驗(yàn)設(shè)計(jì)值植筋拉拔試驗(yàn)設(shè)計(jì)值hpb235:設(shè)計(jì)值＝ 面積×鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（210n/mm2）hrb335:設(shè)計(jì)值＝面積×鋼筋強(qiáng)度 設(shè)計(jì)值（300n/mm2）hrb400:設(shè)計(jì)值＝面積×鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（360n/mm2） 各級(jí)別牌號(hào)鋼筋拉拔試驗(yàn)設(shè)計(jì)值如下：直徑（mm）面積....

通過(guò)室內(nèi)拉拔試驗(yàn)研究了不同豎向壓力、不同加肋方式以及不同鋪設(shè)角度對(duì)土工格柵拉拔阻力的影響,揭示了土工格柵與黃土的相互作用機(jī)制:當(dāng)拉拔位移較小時(shí),土工格柵有效受力長(zhǎng)度隨位移的增加逐漸增大,拉拔阻力呈線性增長(zhǎng);隨著拉拔位移進(jìn)一步增大,拉拔阻力與位移不再呈線性關(guān)系,土工格柵與黃土之間的界面摩擦力和橫肋與土的嵌固作用力完全發(fā)揮作用,拉拔阻力達(dá)到峰值;當(dāng)拉拔位移繼續(xù)增大時(shí),筋土接觸面開(kāi)始松動(dòng),筋土之間的嵌固作用力逐漸減弱且土工格柵的有效作用長(zhǎng)度也逐漸減小.試驗(yàn)結(jié)果表明:豎向壓力的變化對(duì)于拉拔阻力影響顯著,采用適當(dāng)?shù)募咏钚问胶弯佋O(shè)角度能夠加強(qiáng)筋土間的相互作用,提升加固效果.研究方法和結(jié)論對(duì)加筋土的設(shè)計(jì)和施工有一定的參考價(jià)值.

筋土之間的相互作用機(jī)制復(fù)雜,是土工合成材料加筋加固應(yīng)用中的核心問(wèn)題。通過(guò)室內(nèi)拉拔試驗(yàn),研究了土工格柵與砂土相互作用機(jī)制和格柵幾何特征對(duì)拉拔阻力的影響。初步揭示了格柵橫肋和縱肋在拉拔模式下的作用機(jī)制和格柵網(wǎng)格剛度對(duì)拉拔阻力的影響。結(jié)果表明,在拉拔位移較小時(shí),縱肋摩阻力和橫肋被動(dòng)阻力幾乎同步增長(zhǎng);在拉拔位移較大時(shí),縱肋摩阻力逐步達(dá)到峰值,拉拔力的增量大部分來(lái)源于被動(dòng)阻力的進(jìn)一步增長(zhǎng)。土工格柵拉伸模量和網(wǎng)格剛度是影響筋土界面力學(xué)特性的重要因素。

通過(guò)室內(nèi)拉拔試驗(yàn)研究了不同豎向壓力、不同加肋方式以及不同鋪設(shè)角度對(duì)土工格柵拉拔阻力的影響,揭示了土工格柵與黃土的相互作用機(jī)制：當(dāng)拉拔位移較小時(shí),土工格柵有效受力長(zhǎng)度隨位移的增加逐漸增大,拉拔阻力呈線性增長(zhǎng);隨著拉拔位移進(jìn)一步增大,拉拔阻力與位移不再呈線性關(guān)系,土工格柵與黃土之間的界面摩擦力和橫肋與土的嵌固作用力完全發(fā)揮作用,拉拔阻力達(dá)到峰值;當(dāng)拉拔位移繼續(xù)增大時(shí),筋土接觸面開(kāi)始松動(dòng),筋土之間的嵌固作用力逐漸減弱且土工格柵的有效作用長(zhǎng)度也逐漸減小.試驗(yàn)結(jié)果表明：豎向壓力的變化對(duì)于拉拔阻力影響顯著,采用適當(dāng)?shù)募咏钚问胶弯佋O(shè)角度能夠加強(qiáng)筋土間的相互作用,提升加固效果.研究方法和結(jié)論對(duì)加筋土的設(shè)計(jì)和施工有一定的參考價(jià)值.

對(duì)雙面加筋擋土墻結(jié)構(gòu)中預(yù)埋的不同層位、不同長(zhǎng)度的拉筋進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拉拔試驗(yàn),分析表明筋土之間的拉拔摩阻力隨上覆壓力的增加而逐漸增大,拉筋越長(zhǎng),抗拔力越大。拉拔試驗(yàn)所測(cè)得的似摩擦系數(shù)及似粘聚力高于常規(guī)設(shè)計(jì)值,拉拔試驗(yàn)真實(shí)地反映了筋土界面的工作狀態(tài)。

為分析土工格柵與尾礦拉拔試驗(yàn)中拉力沿土工格柵的變化規(guī)律,通過(guò)試驗(yàn)中格柵所受到的拉力、剪應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系,提出了影響筋-尾礦界面特性的拉力系數(shù)a,推導(dǎo)出拉力沿格柵的分布公式,通過(guò)試驗(yàn)所測(cè)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證了公式的可行性。在加筋尾礦結(jié)構(gòu)中,加筋材料拉拔位移不是很大時(shí),采用該公式能夠較好的預(yù)估筋材在不同位置的拉力,為土工格柵在加筋尾礦壩工程中的應(yīng)用提供依據(jù)。

利用大型拉拔設(shè)備,結(jié)合數(shù)碼可視化跟蹤技術(shù)和土體變形無(wú)標(biāo)點(diǎn)量測(cè)技術(shù),進(jìn)行砂土與土工合成材料拉拔試驗(yàn),分析不同法向壓力、格柵嵌固長(zhǎng)度和格柵類型對(duì)拉拔特性的影響。以數(shù)碼可視化跟蹤技術(shù)跟蹤拍攝砂土與土工合成材料界面的相互作用過(guò)程,并分析力格柵拉拔過(guò)程中砂土接觸位移的規(guī)律。分析結(jié)果表明,在低法向壓力下拉拔阻力較快達(dá)到峰值,拉拔曲線表現(xiàn)為軟化的特性,在高法向壓力作用下拉拔阻力需要較大的拉拔位移才能達(dá)到峰值狀態(tài)。長(zhǎng)試樣格柵需要更大的拉拔位移才能達(dá)到拉拔阻力峰值。界面摩擦角和摩擦系數(shù)比k隨著土工格柵埋入長(zhǎng)度的增加而變小。拉拔過(guò)程中格柵前端首先受力開(kāi)始位移,然后格柵中部與后端依次受力帶動(dòng)周圍的砂顆粒運(yùn)動(dòng),最后形成連續(xù)的拉拔位移界面。

加筋土工程中直剪試驗(yàn)與拉拔試驗(yàn)研究——對(duì)兩種加筋材料與高液限粘土之間分別進(jìn)行了直剪試驗(yàn)和拉拔試驗(yàn)，通過(guò)分析可得，筋土之間的剪應(yīng)力隨著垂直壓力的增大而增加，但隨著垂直壓力的增大筋土之間剪應(yīng)力增長(zhǎng)率減小，即隨著垂直壓力的增加，筋土之間的剪應(yīng)力收斂...

對(duì)埋置于混凝土中的膨脹型建筑錨栓進(jìn)行拉拔試驗(yàn),利用彈性理論對(duì)混凝土體內(nèi)受集中力作用時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)進(jìn)行彈性分析,結(jié)合修正的莫爾庫(kù)侖材料破壞準(zhǔn)則確定了錨栓在軸向拉拔力作用下的彈性極限荷載,根據(jù)極限平衡條件得出拉拔極限承載力的計(jì)算公式

在水平-垂直加筋體系研究的基礎(chǔ)上,對(duì)單向土工格柵設(shè)置了加強(qiáng)肋,使其具備立體加筋效果。通過(guò)大量的拉拔試驗(yàn),研究了帶加強(qiáng)肋土工格柵加筋的筋-土界面特性。通過(guò)對(duì)匯總得到的36組拉拔試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,探討了肋間距與肋厚對(duì)極限拉拔阻力的影響情況。試驗(yàn)結(jié)果表明:在相同法向應(yīng)力作用下,帶加強(qiáng)肋土工格柵的極限拉拔阻力明顯高于普通土工格柵,其極限拉拔阻力隨著加強(qiáng)肋肋厚的增加而顯著增加,并隨著加強(qiáng)肋肋距的增加而逐漸減小。在試驗(yàn)基礎(chǔ)上,進(jìn)一步分析了帶加強(qiáng)肋土工格柵與砂土的相互作用機(jī)制,探討了極限拉拔阻力的影響因素,建立了拉拔阻力理論公式,并將試驗(yàn)結(jié)果與理論值比較,二者基本吻合。

為了研究充分調(diào)動(dòng)土工合成材料達(dá)到筋土界面剪應(yīng)力峰值所需的拉拔位移值、填料在拉拔過(guò)程中位移和應(yīng)力的變化以及筋材拉應(yīng)力的分布在拉拔過(guò)程中的變化,在3種土工合成材料室內(nèi)拉拔試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了flac3d數(shù)值模擬分析模型。研究結(jié)果表明,flac3d數(shù)值模擬分析模型得出的拉拔剪應(yīng)力與位移曲線與拉拔試驗(yàn)結(jié)果基本一致;筋材拉應(yīng)力隨著拉拔位移的增加整體呈增大的趨勢(shì),當(dāng)達(dá)到拉拔剪應(yīng)力峰值時(shí),筋材拉應(yīng)力趨于穩(wěn)定;填料在拉拔方向上的位移包括正位移區(qū)、負(fù)位移區(qū)和零位移區(qū),正位移區(qū)的邊界代表了筋材上下影響帶的高度;填料在拉拔方向的應(yīng)力隨著拉拔位移的增大從下往上分層遞減分布變成圍繞土體前后2個(gè)最大、最小應(yīng)力圈分別向四周遞減、遞增分布。

在普通雙向土工格柵的節(jié)點(diǎn)處通過(guò)捆扎帶連接加強(qiáng)塑料錨固片,使其成為擁有三維立體加筋效果的帶加強(qiáng)錨固片土工格柵。通過(guò)室內(nèi)土工格柵的拉拔試驗(yàn),比較帶加強(qiáng)錨固片土工格柵與普通土工格柵在與土體相互作用時(shí)對(duì)土體的加強(qiáng)效果并分析其規(guī)律。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理并分析,研究帶加強(qiáng)錨固片土工格柵在不同變量條件下相對(duì)于普通土工格柵對(duì)拉拔力的影響情況。試驗(yàn)分析結(jié)果表明,隨著法向應(yīng)力的增大,帶加強(qiáng)錨固片土工格柵承載的拉拔力隨之增加。隨著錨固片距離節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)度的增加,加強(qiáng)錨固片土工格柵承載的極限拉拔力效果減弱。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果以及理論分析,帶加強(qiáng)錨固片土工格柵相比較于普通土工格柵筋土界面間似黏聚力和摩擦角均有了相對(duì)的提高。隨法向應(yīng)力的增加,極限拉拔力的主要占比由錨固片的端承阻抗力轉(zhuǎn)變?yōu)榻钔两缑骈g的摩擦阻力。

目前拉拔測(cè)試儀器系統(tǒng)主要應(yīng)用于混凝土后錨固件,實(shí)際工程中多數(shù)情況下是在水平側(cè)向或豎向自上而下的狀態(tài)下安裝儀器設(shè)備的,通過(guò)研究開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一種預(yù)埋吊鉤件拉拔檢測(cè)試驗(yàn)的新型支架系統(tǒng),以適用地鐵車站等項(xiàng)目的電梯吊鉤拉拔檢測(cè)試驗(yàn)。有效的解決了試驗(yàn)難題,保證了檢測(cè)試驗(yàn)的順利實(shí)施。

現(xiàn)有關(guān)于格柵與土的筋-土界面特性研究多以單、雙向格柵為研究對(duì)象,而對(duì)三向土工格柵筋-土界面特性開(kāi)展的試驗(yàn)研究較少。以三向土工格柵為研究對(duì)象并考慮0°和90°兩種拉拔方向的影響（記為tx0工況和tx90工況）,開(kāi)展了一系列室內(nèi)拉拔試驗(yàn),通過(guò)對(duì)三向土工格柵沿拉拔方向4個(gè)斷面的位移進(jìn)行量測(cè),分析了格柵拉伸應(yīng)變、筋-土相對(duì)位移、界面摩阻力分布及格柵變形與破壞模式,并分別從峰值剪切強(qiáng)度和殘余剪切強(qiáng)度兩個(gè)方面對(duì)筋-土界面強(qiáng)度參數(shù)和表觀摩擦系數(shù)的變化規(guī)律進(jìn)行了探討。研究結(jié)果表明:由于平面外撓曲變形的影響,tx0工況下橫肋的嵌鎖作用隨法向應(yīng)力增大而增強(qiáng),從而使tx0工況的拉拔性能逐漸優(yōu)于tx90工況;拉拔過(guò)程中,筋-土界面摩阻力的發(fā)揮是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,其分布形式不斷發(fā)生調(diào)整,筋-土界面呈彈塑性-軟化特征;tx0工況的筋-土界面摩擦角顯著大于tx90工況,黏聚力則剛好相反,法向應(yīng)力較高時(shí)tx0工況的筋-土界面強(qiáng)度更高,更有利于材料性能的發(fā)揮。

通過(guò)土工格柵拉拔試驗(yàn)對(duì)筋土界面摩阻力橫向分布進(jìn)行了研究,通過(guò)千分表測(cè)試土工格柵不同位置處的位移,將位移轉(zhuǎn)換成土工格柵應(yīng)變,根據(jù)格柵的抗拉彈性模量得到土工格柵不同位置處的筋土界面摩阻力.試驗(yàn)結(jié)果表明:筋土界面摩阻力的峰值出現(xiàn)在土工格柵的橫肋處,并沿橫肋向兩側(cè)逐漸減小;對(duì)于單向土工格柵,格柵橫肋不僅能夠提供筋土界面摩阻力,而且能通過(guò)嵌鎖作用限制土體的變形,能顯著提升土工格柵的加筋效果;土工格柵前半段的筋土界面摩阻力先得到發(fā)揮,然后后半段的筋土界面摩阻力逐漸得到發(fā)揮.

土工格柵與土的相互作用特性是影響土工格柵加筋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要因素。通過(guò)室內(nèi)拉拔試驗(yàn),針對(duì)不同的上覆荷載,對(duì)土工格柵受拉時(shí)表面摩擦力分布特征進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,格柵表面摩擦力沿著格柵縱向逐漸向后傳遞,并在拉拔的前期增長(zhǎng)明顯,后期趨于一個(gè)穩(wěn)定值;利用s型曲線模擬了土工格柵的應(yīng)變與拉拔時(shí)間的相關(guān)關(guān)系。通過(guò)不同埋設(shè)位置的檢測(cè)點(diǎn)所得到的格柵即時(shí)應(yīng)變數(shù)據(jù),擬合出格柵的三維應(yīng)變曲面ε(x,t);對(duì)格柵表面上的摩擦力進(jìn)行全段積分,得到格柵拉拔力的時(shí)程函數(shù)t(t)。該試驗(yàn)結(jié)果對(duì)土工格柵加筋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。

拉拔試驗(yàn)中的幾種破壞形式探析 0前言 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市建設(shè)突飛猛進(jìn)、舊房改造的全面開(kāi)展、結(jié)構(gòu)加固工程的增 多、建筑裝修的普及，后錨固連接技術(shù)發(fā)展較快，并成為不可缺少的一種新技術(shù)。但整個(gè)錨 栓市場(chǎng)缺乏標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范約束，工程事故時(shí)有發(fā)生，為此，建設(shè)部頒布了《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固 技術(shù)規(guī)程》，自2005年3月1日實(shí)施。從此，拉拔試驗(yàn)在各個(gè)地方相繼開(kāi)展起來(lái)，正確地引 導(dǎo)我國(guó)后錨固技術(shù)的健康發(fā)展，減少了工程事故。但許多試驗(yàn)人員對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的破壞現(xiàn)象 認(rèn)識(shí)還相當(dāng)模糊。 1后錨固的定義 所謂后錨固是相對(duì)于澆筑混凝土?xí)r預(yù)先埋設(shè)其中的錨固——先錨固而命名的，是在已經(jīng) 硬化的既有混凝土結(jié)構(gòu)上通過(guò)相關(guān)技術(shù)手段的錨固，對(duì)于穿墻螺栓的檢驗(yàn)，不能參照該規(guī)程。 2后錨固的破壞類型及分析 ①錨栓或植筋鋼材料破壞分為拉斷破壞、剪壞及拉剪復(fù)合受力破壞，主要發(fā)生在錨固深 度超