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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—Ⅰ 109

9.4 工程实例分析—Ⅱ 111

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