本文關(guān)鍵詞：熱害隧道全長粘結(jié)式錨桿力學性能研究

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【摘要】：隧道在不斷往特長深埋方向發(fā)展時,不可避免地要穿越工程地質(zhì)條件復雜的巖體,會遇到一系列如高地溫等比較特殊的地質(zhì)問題。而錨桿支護作為隧道中普遍使用的一種支護方式,在遇到高地溫環(huán)境時,高溫會引起錨固系統(tǒng)中材料發(fā)生一系列的物理化學變化,導致錨固體粘結(jié)性能劣化和結(jié)構(gòu)損傷,本文通過研究高溫下錨固體粘結(jié)性能的變化規(guī)律,對錨固技術(shù)的推廣和完善有一定的參考價值。本文總結(jié)了大量關(guān)于錨固系統(tǒng)的受力傳遞機理和界面力學性能方面的理論研究,了解到受力狀態(tài)下錨固體的界面粘結(jié)應力分布情況。針對錨固系統(tǒng)幾種常見的破壞形式,提出了對應的極限拉拔力理論計算公式。在此基礎上,設計了三部分試驗：(1)增加溫度對灌漿料力學性能影響的分析角度,針對不同溫度(20℃,35℃,50℃)作用下水泥砂漿灌漿料的抗壓強度,彈性模量,干燥收縮變形性能展開研究。結(jié)果表明：水泥砂漿灌漿料的抗壓強度和彈性模量都隨溫度的升高而降低；圓柱形灌漿體的收縮隨溫度的升高而增大,建立收縮產(chǎn)生的等同徑向壓應力與溫度之間的關(guān)系式。(2)通過對錨固段長100mm,300mm的錨固體試件進行拉拔試驗,得到以下結(jié)論：①對于錨固段長100mm的試件的極限拉拔力和極限粘結(jié)應力隨溫度的升高而降低；相對于20℃作用下,35℃和50℃作用下極限粘結(jié)應力和極限拉拔力分別都降低了約3.6%和8.5%；錨桿與灌漿體界面極限拉拔力隨灌漿體強度的增大而增大。②對于模擬工作狀態(tài)的錨固段長300mm的試件,其極限拉拔力和界面平均粘結(jié)應力隨溫度的升高呈現(xiàn)先升高后降低的規(guī)律,相對于20℃作用下,35℃和50℃作用下界面平均粘結(jié)應力和極限拉拔力分別平均提高了約2.3%和0.5%；極限拉拔力隨施加的工作荷載的增大而增大。(3)開展對錨固段長1000mm的錨固體試件的界面粘結(jié)應力分布試驗研究,分析不同荷載作用下高溫對錨桿—灌漿體界面的軸力和剪應力大小和分布的影響,得到其軸力和剪應力分布情況如下：錨固體的溫度越高,界面的最大剪應力值越小且剪力沿錨桿長度分布越均勻,同一位置的軸力值越大,軸力沿錨桿長度衰減越快。隨著拉拔力的增大,錨桿界面上沿錨固段的軸力和最大剪應力值也相應增加。結(jié)合試驗數(shù)據(jù)和理論知識,得出高溫對錨固體粘結(jié)性能產(chǎn)生不利影響,在錨桿支護施工時,可通過采取通風降溫或者摻加外加劑提高灌漿體強度等方式減小高溫引起的錨固系統(tǒng)性能的降低程度,為錨桿技術(shù)的推廣提供參考資料。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U455.71

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本文編號：1269104