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第一篇 锚固类结构存在的问题及工程事故原因分析3

1 制约锚固类结构发展与应用的若干问题3

1.1 概述3

1.2 锚固类结构诸界面剪应力相互作用关系问题3

1.3 锚固类结构杆体临界锚固长度问题4

1.4 平均剪应力设计方法问题4

1.5 微观结构理论应用范围问题4

1.6 锚固类结构的“定时炸弹”问题5

1.7 锚固类结构的3个“同时转移”特性问题5

1.8 复合锚固类结构加固支护的优化组合问题6

1.9 地下工程新型复合锚固类结构优化设计方法问题6

1.10 国外屈服锚杆、吸能锚杆的借鉴应用研究问题6

1.11 影响锚固类结构应用的特殊地层的钻孔机具问题7

1.12 影响锚固类结构应用的某些特殊不良地层边坡的破坏模式问题7

1.13 锚固类结构支护边坡破坏的临界位移速率问题7

1.14 锚固类结构抗动载效应与机制问题7

1.15 锚固类结构理想诸界面剪应力量测技术问题8

1.16 锚固类结构钻孔偏斜率测试技术问题8

1.17 锚固类结构中锚杆、锚索、土钉墙、土钉支护作用机制异同问题8

1.18 小结9

参考文献9

2 岩土边坡基坑工程事故原因统计分析11

2.1 假设条件分析11

2.2 工程失事实例来源及说明13

2.3 工程失事实例14

2.4 工程失事原因统计结果及分析22

2.5 失事工程围护结构类型统计结果及分析24

2.6 失事工程处理措施统计结果及分析25

参考文献27

第二篇 临界锚固长度研究与应用31

3 国外关于锚固类结构杆体临界锚固长度的研究31

3.1 概述31

3.2 关于平均剪应力的研究结论和理论基础31

3.3 关于临界锚固长度的现场试验结果33

3.4 关于临界锚固长度的室内试验结果36

3.5 关于临界锚固长度的理论研究结果37

3.6 关于临界锚固长度的动载试验结果39

3.7 小结40

参考文献41

4 国内关于锚固类结构杆体临界锚固长度的研究46

4.1 概述46

4.2 现场试验与监测结果46

4.3 模型试验结果51

4.4 理论研究结果54

4.5 综合研究结论60

4.6 小结61

参考文献61

5 锚固类结构临界锚固长度的试验与判别65

5.1 概述65

5.2 试验条件66

5.3 试验结果67

5.4 试验结果分析68

5.5 临界锚固长度判定方法70

5.6 与相关成果的比较分析70

5.7 设计与施工方法71

5.8 小结71

参考文献72

第三篇 界面剪应力相互作用关系和平均剪应力研究与应用75

6 锚固类结构诸界面剪应力相互作用关系研究进展75

6.1 问题75

6.2 国内外研究结果和结论77

6.3 小结86

参考文献87

7 锚固类结构诸界面剪应力空间连续衰减试验研究91

7.1 概述91

7.2 试验方法91

7.3 试验结果92

7.4 第1界面剪应力分布形态93

7.5 第2界面剪应力分布形态94

7.6 综合分析95

7.7 小结96

参考文献97

8 锚固类结构界面非平均剪应力分布的现场试验研究98

8.1 概述98

8.2 工程概况99

8.3 工程地质及水文地质条件99

8.4 复合土钉支护方案100

8.5 现场试验结果100

8.6 测试结果分析104

8.7 小结106

9 锚固类结构诸界面非平均剪应力分布的理论分析计算107

9.1 概述107

9.2 计算原理及施工动态分析107

9.3 工程实例分析—Ⅰ109

9.4 工程实例分析—Ⅱ111

9.5 小结115

第四篇 岩土高边坡破坏模式和锚固类结构防护对策研究与应用119

10 岩土高边坡破坏模式、预测预警及防治方法研究与应用119

10.1 引言119

10.2 岩土高边坡破坏模式问题的国内外研究结果与结论120

10.3 岩土高边坡滑塌预测预警问题的国内外研究结果与结论122

10.4 岩土高边坡滑塌综合防治方法126

10.5 岩土高边坡破坏模式与预测预警128

10.6 小结132

参考文献133

11 锚固类结构设计和使用寿命研究与应用139

11.1 问题139

11.2 国内关于锚固类结构使用寿命与防护对策的研究140

11.3 国外关于锚固类结构使用寿命与防护对策的研究142

11.4 锚固类结构耐久性问题分析143

11.5 需要解决的几个关键问题146

11.6 开展锚固类结构使用寿命与防护对策研究的思路146

11.7 小结147

参考文献148

第五篇 锚固类结构耐久性和使用寿命预测研究与应用153

12 锚固类结构使用寿命灰预测理论概述153

12.1 引言153

12.2 灰色系统理论的发展与应用概况153

12.3 灰色系统理论的主要内容154

12.4 灰色预测154

12.5 灰色预测的GM（1,1）模型155

12.6 数列灰预测步骤157

12.7 残差GM（1,1）建模159

12.8 小结159

参考文献159

13 模型锚杆腐蚀试验及其使用寿命灰预测161

13.1 引言161

13.2 钢筋锈蚀机制162

13.3 钢筋的腐蚀试验162

13.4 灰预测方法与可行性检验163

13.5 灰预测结果及结论165

13.6 焦东矿缩尺锚杆使用寿命预测166

13.7 小结167

参考文献167

14 锚杆砂浆锚固体使用寿命灰预测168

14.1 引言168

14.2 砂浆对钢筋的保护作用和砂浆的碳化168

14.3 水泥砂浆的加速腐蚀试验169

14.4 水泥砂浆在试验环境下的使用寿命灰预测171

14.5 灰预测结果及结论172

14.6 焦东矿锚杆砂浆使用寿命预测173

14.7 小结174

参考文献174

15 现场缩尺锚杆的腐蚀耦合效应与机制175

15.1 引言175

15.2 试验方法175

15.3 缩尺锚杆腐蚀环境测试176

15.4 缩尺锚杆钢筒体腐蚀状况测试176

15.5 缩尺锚杆的宏观结果与强度损失率179

15.6 试验结果与结论181

15.7 小结184

参考文献184

16 室内缩尺锚杆的腐蚀耦合效应研究与应用185

16.1 概述185

16.2 试验方案185

16.3 锚杆腐蚀程度的测试方法186

16.4 实验室环境参数186

16.5 试验锚杆参数186

16.6 试验装置187

16.7 试验仪器及化学药品188

16.8 腐蚀溶液配制188

16.9 荷载施加方法188

16.10 腐蚀物清除方法189

16.11 试验结果与结论189

16.12 小结194

参考文献195

17 耦合腐蚀条件下锚杆的力学性能研究与应用196

17.1 概述196

17.2 试验方法196

17.3 锚杆材料力学性能测试与分析197

17.4 潮湿空气中腐蚀锚杆力学性能测试与分析197

17.5 Na2SO4溶液中腐蚀锚杆的力学性能测试与分析199

17.6 耦合腐蚀条件下锚杆力学性能测试与分析200

17.7 荷载对腐蚀锚杆承载力和塑性的影响分析202

17.8 锚杆极限承载力损失率与质量损失率的关系203

17.9 小结205

参考文献205

18 现场早期砂浆锚杆的腐蚀状况调研207

18.1 引言207

18.2 取样锚杆概况207

18.3 取样锚杆腐蚀状况及讨论207

18.4 取样锚杆的力学性能测试210

18.5 测试结果与结论210

18.6 小结211

参考文献211

第六篇 新型锚固结构研究与应用215

19 锚固类结构抗动静载性能研究与应用进展215

19.1 引言215

19.2 国内研究结果和结论215

19.3 国外研究结果和结论219

参考文献223

20 岩石中新型复合锚固结构抗爆效应宏观结果与分析227

20.1 概述227

20.2 试验目的228

20.3 试验方法229

20.4 试验场地229

20.5 试件设计与制作229

20.6 量测系统和测点布置235

20.7 爆炸加载等级238

20.8 试验宏观观察结果239

20.9 宏观观测结果比较分析242

20.10 小结244

参考文献245

21 岩石中新型复合锚固结构抗爆机制微观结果与分析246

21.1 结构振动特性246

21.2 位移特性248

21.3 结构受力变形特性248

21.4 拱顶表面应变分布特性260

21.5 小结260

参考文献261

22 土中新型复合锚固结构抗爆效应与机制现场试验研究262

22.1 概述262

22.2 现场试验条件与方法262

22.3 黄土洞室抗爆炸作用临界承载能力试验结果265

22.4 现场试验结果分析结论265

22.5 爆炸荷载作用下复合土钉支护黄土洞室相似模型准则266

22.6 复制模型试验及结果268

22.7 试验结果综合分析结论269

22.8 小结269

参考文献270

23 新型复合锚固结构静力破坏效应与机制单轴试验研究271

23.1 概述271

23.2 试验目的271

23.3 试验方案271

23.4 试验模型272

23.5 试验内容与结果274

23.6 试验结果分析289

23.7 小结291

参考文献291

24 新型复合锚固结构静力破坏效应与机制改进单轴试验研究293

24.1 概述293

24.2 试验目的293

24.3 试验方案294

24.4 试验模型294

24.5 试验结果301

24.6 综合分析及结论345

24.7 小结346

参考文献346

25 新型复合锚固结构静力弱化效应与机制三轴试验研究348

25.1 概述348

25.2 试验方法与条件349

25.3 试验结果350

25.4 综合分析与结论351

25.5 小结353

参考文献353

26 新型复合锚固结构抗爆效应与机制数值模拟分析355

26.1 LS-DYNA程序简介355

26.2 程序主要算法356

26.3 基本原理356

26.4 有限元计算模型360

26.5 材料模型和状态方程361

26.6 计算结果365

26.7 分析与结论371

26.8 小结373

参考文献374

27 新型锚固结构瞬态应力特性研究376

27.1 概述376

27.2 复合土钉支护抗动载试验及其结果376

27.3 一维黏弹性波的运动方程、本构方程及一般解378

27.4 一维黏弹性波作用下Maxwell模型的土钉解378

27.5 小结380

参考文献381

28 新型锚固结构瞬态应变累积效应研究382

28.1 概述382

28.2 土钉支护抗动载试验概况382

28.3 土钉瞬态应变的比较383

28.4 试验数据处理384

28.5 小结385

参考文献385

29 新型锚固结构动力特性对比研究386

29.1 概述386

29.2 洞室土钉支护抗动载试验概况386

29.3 拱顶土钉瞬态应力试验值分析387

29.4 一维黏弹性波作用下Maxwell模型的土钉解388

29.5 低碳钢长杆的动力黏性因数390

29.6 小结391

参考文献391

第七篇 新型锚固结构的优化设计研究与应用395

30 优化锚固结构抗爆性能数值模拟分析395

30.1 概述395

30.2 数值模拟分析方法396

30.3 材料模型、状态方程及材料参数397

30.4 有限元模型397

30.5 优化设计计算及结果398

30.6 试验验证401

30.7 小结401

参考文献401

31 优化锚固结构抗爆性能现场试验研究403

31.1 概述403

31.2 试验方案设计404

31.3 两种复合锚固结构洞室测点布设405

31.4 两种复合锚固结构洞室的爆炸加载设计406

31.5 宏观观测结果与结论407

31.6 量测结果与结论410

31.7 小结415

参考文献416

32 优化锚固结构抗爆性能对比试验研究417

32.1 概述417

32.2 试验方案设计418

32.3 两种锚固结构支护洞室的爆炸加载设计419

32.4 两种锚固结构支护洞室的宏观破坏效应与分析420

32.5 两种锚固结构洞室抗爆性能量测结果与分析423

32.6 小结427

参考文献429

33 优化锚固结构抗爆性能设计方法与应用技术430

33.1 概述430

33.2 优化设计的基本依据431

33.3 优化设计的基本条件431

33.4 优化设计的适用范围431

33.5 优化设计的基本方法431

33.6 优化复合锚固结构的施工432

33.7 算例433

33.8 小结434

参考文献434

34 大跨度土质洞库中新型锚固结构的设计与应用436

34.1 概述436

34.2 土质洞库新型复合锚固结构的设计方法436

34.3 新型复合锚固结构在大跨度土质洞库中的应用439

34.4 小结444

参考文献444

35 新型锚固结构工程受力变形特性研究445

35.1 概述445

35.2 试验目的445

35.3 试验方法445

35.4 相似模型的建立446

35.5 试验参数设计448

35.6 静载测点布置和测量方法449

35.7 爆炸加载等级450

35.8 量测结果与讨论451

35.9 综合分析结论457

35.10 小结458

参考文献458

第八篇 锚固类结构设计理论与应用技术463

36 土钉支护结构设计理论与应用技术463

36.1 土钉支护的概念与应用范围463

36.2 土钉支护基本要求464

36.3 土钉支护工程勘察464

36.4 土钉支护抗静载设计466

36.5 土钉支护抗动载设计475

36.6 土钉支护耐久性设计476

36.7 土钉支护施工479

36.8 土钉现场测试484

36.9 土钉支护施工监测486

36.10 工程质量检查与工程验收487

36.11 工程维护487

36.12 设计施工范例488

参考文献493

37 复合土钉支护结构设计理论与应用技术495

37.1 概述495

37.2 复合土钉支护类型及使用条件496

37.3 复合土钉支护设计501

37.4 复合土钉支护施工要点506

37.5 工程实例508

参考文献512

38 预应力锚索结构设计理论与应用技术513

38.1 预应力锚固定义与基本概念513

38.2 预应力锚固技术的应用领域514

38.3 预应力锚索锚固段类型与受力特征516

38.4 预应力锚固设计原则与安全系数527

38.5 锚索锚固段极限承载力529

38.6 预应力锚固设计与计算538

参考文献545

39 预应力锚杆柔性支护结构设计理论与应用技术547

39.1 预应力锚杆柔性支护法的基本概念547

39.2 预应力锚杆柔性支护的设计计算560

39.3 预应力锚杆柔性支护法力学行为的分析573

39.4 工程实例584

参考文献589

40 加筋土结构设计理论与应用技术591

40.1 加筋土结构类型与特点591

40.2 加筋土挡墙设计596

40.3 加筋土挡墙土压力计算598

40.4 拉筋长度的计算603

40.5 加筋土防腐与预防措施610

40.6 铁路加筋土挡墙设计实例612

40.7 加筋土挡墙工程施工615

参考文献619

附录A 基坑工程桩锚支护结构可回收式锚索施工工法流程图621

全书归纳与看点625

名词索引641