本发明专利技术公开了一种锚杆束复合抗拔加固设计强度的测定方法，包括：确定锚杆参数的选取及抗拔实验方案；确定锚杆、锚固段注浆体及与地层间强度参数；沿砂浆界面破坏的锚杆束极限抗拔强度的确定；沿外围地层界面破坏的锚杆束极限抗拔强度的确定；锚杆束复合抗拔加固设计强度的确定。本发明专利技术根据锚杆束与锚杆的作用机理，探索锚杆束与锚杆抗拔加固强度的联系与相互作用关系，研究和确定了一种锚杆束抗拔加固强度的测定方法。依据锚杆的抗拔实验得到的参数，直接确定锚杆束的抗拔加固强度设计参数，为复合锚杆束加固工程的设计提供了一种有效抗拔加固强度设计方法，这在锚杆束的加固工程设计施工中具有重要的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及错杆束加固设计领域，具体设及一种错杆束复合抗拔加固强度快速测 定方法。
技术介绍
错杆支护是一种安全、经济的支护方式，它是W错杆为主体的支护结构的总称，它 包括错杆、错喷、错喷网等支护形式。其技术就是在±层中斜向成孔，通过埋入错杆后灌入 灌浆体，将受拉错杆的错固段固定在边坡或地基的岩（±)层中，另一端与工程建筑物相连 接，用W支承由于±压力、水压力所施加于建筑的推力，依赖错固体与地层之间的摩擦力， 拉杆与错固体的握裹力W及拉杆的强度共同作用来承受作用于支护结构上的荷载，W维持 建筑物和岩体的稳定。与传统的支护方式相比较，错杆错固技术有其自身的鲜明特点，其特 点有结构简单、施工方便、支护效果好、劳动强度低、效率高且经济效益明显等。错杆支护技 术除了在地下工程、边坡工程、结构抗浮工程、深基坑工程中继续保持着良好的发展状态， 在重力巧加固工程、桥梁工程W及抗倾覆、抗地震工程中也有了长足的进展。我国的错杆技 术的发展，从50年代初期开始在煤炭、冶金等地下工程领域试验，随后迅速发展到交通、水 电、±木建筑等领域，积累了丰富的经验。自1993年至1999年，据初步统计，仅边坡工程与 深基坑工程，错杆的年用量约为3000km-3500km。岩±错固作为加固地层或利用地层强度传 递结构物拉力的主要方法，已在±木、水利和建筑工程中获得了广泛的应用。 目前，错杆抗拔加固强度确定方法主要分为实验法和理论法。实验法即通过错杆 抗拔实验，确定错杆极限抗拔加固强度和获得相关设计参数。错杆极限抗拔加固强度是通 过Q-S曲线确定的，且其易受加荷载方式、终止实验条件、观测时间间隔等因素影响。理论 法是建立于错杆处于弹塑性状态的基础上，认为抗拔加固强度主要取决于错固段的灌浆体 与岩±体间的粘结力W及钢筋与灌浆体间的粘结力，其极限抗拔加固强度与错固长度成正 比，错杆极限抗拔加固强度根据不同的破坏形式计算式为P= 31化ft或p= 31化fs。式 中D为错杆的错固体直径；d为钢筋直径；L为错杆的错固段长度；ft为错杆错固灌浆体与 岩±体间的粘结强度极限值；f,为钢筋与灌浆体间的粘结强度极限值。 错杆束是由错杆衍生出来的支护结构，它是=根及=根W上的错杆捆扎在一起， 共同发挥作用，主要用于W下=种情况：边坡的地质条件或因工程需要不允许打多个孔时； 大型边坡下滑力大，单根错杆不能满足工程需要，而设置多根错杆又会产生相互影响时；为 了提高效率且降低成本时，打一个孔就能解决，因此无需打更多个孔。目前，错杆束已经广 泛用于工程实践当中，但是关于它的测试技术与方法研究远远落后于工程实践。由于许多 加固工程试验条件所限或抗拔试验设备局限，特别对于大型错杆束和高抗拔加固强度加固 工程，无法直接运用错杆束抗拔试验设备确定错杆束的抗拔试验强度参数，因此不能准确 测定错杆束的复合抗拔加固强度设计参数，而在实际工程中往往凭借经验施工，为错杆束 加固治理工程带来了极大的不稳定风险或造成人力、物力和财力的浪费。为此，如何利用单 根错杆抗拔试验数据确定错杆束的复合抗拔加固强度相关设计参数，成为目前错杆束加固 治理工程一个亟待解决的重要工程设计问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，根据错杆束与错杆的作用机理，探 索错杆束与错杆抗拔加固强度的联系与相互作用关系，提供一种错杆束复合抗拔加固设计 强度的测定方法，依据错杆的抗拔实验得到的参数，直接确定错杆束的抗拔加固强度设计 参数，为复合错杆束加固工程的设计提供了一种有效抗拔加固强度设计方法。 为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案： 一种错杆束复合抗拔加固设计强度的测定方法，包括：[000引第一步：错杆参数的选取及抗拔实验方案的确定 根据地质条件与工程实际情况，设计和确定组成错杆束的错杆直径d和错杆错固 段长度以并依据岩±错杆（索）技术规程CECS22 ;2005,完成单根错杆的成孔（孔径为D) 和准备相应错杆抗拔实验测试方案； 第二步；错杆、错固段注浆体及与地层间强度参数的确定 1)依据错杆抗拔实验测试方案，选取6根错杆在现场进行原位错杆抗拔试验，从 而可确定错杆的破坏形式（错杆沿砂浆界面滑移破坏或沿外围地层界面滑移破坏）和每根 错杆相应的极限抗拔承载力？1、？2、？3、？4、口5、？6，根据公式（1)确定错杆的平均极限抗拔承 载力P为： -+巧+巧+巧+巧+巧 /I、[00" P 二^~2-~^~^~5___1 (1) 6 2)根据错杆直径与错固段长度参数W及平均极限抗拔承载力确定相应破坏形式 下的粘结强度极限值； ①错杆束沿砂浆界面滑移破坏时，钢筋与砂浆间的粘结强度极限值的确定 根据错杆平均极限抗拔承载力，钢筋与砂浆间的粘结强度极限值t为： fs=与 (2) 沉儿 ②错杆束沿外围地层界面滑移破坏时，砂浆与外围地层间的粘结强度极限值的确 定 根据错杆平均极限抗拔承载力，砂浆与外围地层间的粘结强度极限值ft为： fr=-^ (3) 池L 第=步；沿砂浆界面破坏的错杆束极限抗拔强度的确定 l)k根错杆复合错杆束等效直径5的确定 根据错杆的直径与组成错杆束的错杆根数，分别计算k化> 3)根直径为d的错杆 束其错固端钢筋与灌浆体接触面的等效直径5 (具体推导见本专利技术基本原理部分）： D = ^^d (4) 2)错杆束复合极限抗拔加固强度的确定 根据错杆束的等效直径、错固段长度及钢筋与砂浆间的粘结强度极限值，错杆束 复合极限抗拔加固强度为：【主权项】1. 一种，其特征是，包括： 第一步：确定锚杆参数的选取及抗拔实验方案； 第二步：确定锚杆、锚固段注浆体及与地层间强度参数； 1) 依据锚杆抗拔实验测试方案，确定锚杆沿砂浆界面滑移破坏或沿外围地层界面滑移 破坏的平均极限抗拔承载力 2) 确定锚杆相应破坏形式下的粘结强度极限值； ① 锚杆束沿砂浆界面滑移破坏时，确定钢筋与砂浆间的粘结强度极限值fz; ② 锚杆束沿外围地层界面滑移破坏时，确定砂浆与外围地层间的粘结强度极限值f；; 第三步：沿砂浆界面破坏的锚杆束极限抗拔强度的确定 1. k根锚杆复合锚杆束等效直径万的确定 根据锚杆的直径d与组成锚杆束的锚杆根数k，锚杆束其锚固端钢筋与灌浆体接触面 的等效直伃D为，其，中k彡3 ; 2) 确定锚杆束复合极限抗拔加固强度为：其中，L为锚杆锚固段长度； 第四步：沿外围地层界面破坏的锚杆束极限抗拔强度的确定 Dk根锚杆复合锚杆束钻孔有效直径J的确定 将k根锚杆组成锚杆束时的外切圆直径作为复合锚杆束的有效直径J，根据锚杆的直 径d与组成销杆束的销杆根数k，复合销杆束有效直径3 :为：其中，k彡3 ; 2. k根锚杆复合锚杆束钻孔有效孔径队的确定 锚杆束的有效孔径DeS : D1=J+/);其中b彡15mm ; 3) 锚杆束复合极限抗拔加固强度Ν'的确定： 根据锚杆束的有效孔径、锚固段长度及砂浆与地层间的粘结强度极限值，确定锚杆束 复合极限抗拔加固强度为： N= JiDeLfr (7) 第五步：锚杆束复合抗拔加固设计强度的确定 根据锚杆的破坏形式，确定相应的锚杆束极限抗拔加固强度N或N'，并依据岩土锚杆 或索技术规程CECS22 :2005,将相应锚杆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锚杆束复合抗拔加固设计强度的测定方法，其特征是，包括：第一步：确定锚杆参数的选取及抗拔实验方案；第二步：确定锚杆、锚固段注浆体及与地层间强度参数；1)依据锚杆抗拔实验测试方案，确定锚杆沿砂浆界面滑移破坏或沿外围地层界面滑移破坏的平均极限抗拔承载力2)确定锚杆相应破坏形式下的粘结强度极限值；①锚杆束沿砂浆界面滑移破坏时，确定钢筋与砂浆间的粘结强度极限值fz；②锚杆束沿外围地层界面滑移破坏时，确定砂浆与外围地层间的粘结强度极限值fr；第三步：沿砂浆界面破坏的锚杆束极限抗拔强度的确定1)k根锚杆复合锚杆束等效直径的确定根据锚杆的直径d与组成锚杆束的锚杆根数k，锚杆束其锚固端钢筋与灌浆体接触面的等效直径为，D‾=k+22d---(4)]]>其，中k≥3；2)确定锚杆束复合极限抗拔加固强度为：N=πD‾Lfs=πk+22dLfs---(5)]]>其中，L为锚杆锚固段长度；第四步：沿外围地层界面破坏的锚杆束极限抗拔强度的确定1)k根锚杆复合锚杆束钻孔有效直径的确定将k根锚杆组成锚杆束时的外切圆直径作为复合锚杆束的有效直径根据锚杆的直径d与组成锚杆束的锚杆根数k，复合锚杆束有效直径为：其中，k≥3；2)k根锚杆复合锚杆束钻孔有效孔径De的确定锚杆束的有效孔径De为：其中b≥15mm；3)锚杆束复合极限抗拔加固强度N′的确定：根据锚杆束的有效孔径、锚固段长度及砂浆与地层间的粘结强度极限值，确定锚杆束复合极限抗拔加固强度为：N＝πDeLfr (7)第五步：锚杆束复合抗拔加固设计强度的确定根据锚杆的破坏形式，确定相应的锚杆束极限抗拔加固强度N或N′，并依据岩土锚杆或索技术规程CECS22：2005，将相应锚杆束复合极限抗拔加固强度除以抗拔安全系数K，即可确定锚杆束复合抗拔加固设计强度：N‾=NK---(8)]]>或N‾=N′K---(9);]]>根据安全等级Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，安全系数K分别取2.2、2.0、2.0。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：贺可强，郭璐，郭栋，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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