岩土加固技术复习.doc

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中国矿业大学力学与建筑工程学院
《岩土加固技术》复****思虑题
一、名词解说
:工程上的受拉杆件锚固:锚杆所起的作用锚固力:单根锚杆锚固在岩土
中的坚固程度,常常用锚固力来表示,一般采纳锚杆的拉拔实验来确立锚杆的锚固力,
有时也把锚固作用称为锚固力。
锚固技术:是采纳锚杆或以锚杆为主,结合其余方法,用以岩土加固,或作为岩土工程
支护手段的岩土体加固和支护技术的总称。
注浆:又称为灌浆,是利用压力降能固化的浆液经过钻孔注入岩土孔隙或修建物的裂隙中,使岩土体或修建物的物理力学性能获取改进的一种方法。
浸透注浆:是使浆液浸透扩散到土粒间的孔隙中,凝固后达到土体加固和止水的目的。压密注浆:是注入极稠的浆液,形成球形或圆柱体浆泡,压密四周土体,使土体产生塑性变形,但不使土体产生劈裂破坏。
劈裂注浆:是在较高的注浆压力下,把浆液注入到浸透性小的土层中,浆液扩散呈脉络分布。
锚注支护技术:锚杆和发射混凝土常在一起使用,称为锚喷支护,锚喷和注浆的结合的一种较好的支护形式。
土钉:用来加固和同时锚固现场原位土体的修长杆件。
土钉墙:一种原位土体加筋技术,土钉加固常和发射混凝土一起使用,由被加固土体、
土钉和面层构成
预应力锚索支护技术:经过对锚索体的张拉,形成对四周资料的压力作用以提高岩土体抗破坏能力;同时,当岩土体有可能出现拉应力时被这部分压力作用所抵消,可以减少岩土体内的拉应力的一种支护技术。
超前支护:是指对还没有开挖的岩土体进行预付护,预防其在开挖时的冒落或塌落。
超前锚杆预付护技术:在工作面向前面部署倾斜式锚杆,使锚杆伸到马上要开挖的部分,在开挖前对这部分围岩进行支护,预防其在在开挖时的冒落或塌落的支护技术。
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小导管注浆超前支护:是指采纳锚注的形式进行超前支护,可将破碎的围岩固结和锚固
成一个整体,从而明显提高围岩的自承载能力。
管棚式超前支护技术:管棚法是沿开挖轮廓周线,钻设与地道轴线平行的钻孔,此后插
入不一样直径的钢管,并向管内注浆,固结管周边的围岩,并在预约的范围内形成棚架的
支护系统。
张拉型锚索:锚索体所施加的预应力对沙浆、水泥浆或树脂固结体产生张拉力作用。从而对围岩实行主动支护作用。
压力型锚索:经过锚索底部的端部压板对浆液固结体的压力实现预应力,从而产生对围岩的拘束作用。
荷载分别型锚索:考虑到预应力作用的过分集中对固结体以及岩土体受力的不利,采纳在锚索孔长度大将锚索预应力分别,这样就形成了荷载分别型锚索。
预应力锚索抗滑桩技术:在抗滑桩顶使用预应力锚索施加与位移相反的反向力控制桩顶位移,使抗滑桩的受力更合理,大幅度减少桩身内力、桩的横截面及埋深的技术。
:由极细的水泥浆颗粒构成,其均匀粒径为4微米,最大粒径约等于
10微米,比表面积在8000cm2/g以上。
无机注浆资料:包含单液水泥类、水泥—水玻璃类、黏土类、水玻璃类、水泥黏土类
等
有机注浆资料:包含丙烯酰***类、木质素类、脲醛树脂类、聚氨酯类、聚乙烯醇类、***丙烯酸甲酯类、丙烯酸盐类等。
牛顿型浆液:牛顿流体是指流变曲线是经过原点的直线的粘性流体。宾汉姆型浆液:宾汉姆流体是指流变曲线不经过原点的直线的塑性流体。
高压发射注浆技术:利用工程钻机钻孔至设计办理的深度后,用高压泥浆泵等高压发生装置,经过安装在钻杆杆端置于孔底的特别喷嘴,向四周土体高压发射固化浆液,同时钻杆以必定的速度边旋转边提高,高压射流使必定范围内的土体结构破坏,并强迫与固化浆液混杂,凝固后便在土体中形成拥有必定性能和形状的固结体。
:当桩的埋入深度超出反弯点深度a时,是深埋桩;反之,浅埋桩。
全长锚固:锚杆的拘束作用主要由锚杆或粘结资料的剪切应力供给。端头锚固:锚杆受拉对岩石产生拘束作用。
预应力损失:因为预应力混凝土生产工艺和资料的固有特征等原由,预应力筋的应
力值从张拉锚固直到构件安装使用的整个过程中不停降低,这类降低的应力值,称为预应力损失。
:在注浆管前端的一段管上打好多直径2~5mm小孔,使浆液从小孔水平
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地喷到地层里。
三重管旋喷注浆法:三管旋喷法使用分别输送水、气、浆三种介质的三重注浆管。二、简答
。
注浆法在土木工程的各个领域中,特别是在水电工程、井巷工程中获取了广泛的应用,已成为不行缺乏的施工方法。它的应用主要有以下几个方面:
①建筑物地基的加固——提高地基承载力,提高桩基承载力;
②土坡稳固件加固——提高土体抗滑能力;
③挡土墙后土体的加固——增添土的抗剪能力,减小土压力;
④已有建筑混凝土裂缝缺点的维修一一混凝土修建物补强;
⑤坝基的加固及防渗——提高岩土体密实度,改进其力学性能,减小透水性,增强抗
渗能力;
⑥地下修建物的止水及加固——增强土体的抗剪能力,减小透水性;
⑦井巷工程中的加固及止水——改进巷道围岩的物理力学特征;
⑧裂隙岩体的止水和破碎岩体的补强——提高岩体整体性;
⑨动力基础的抗震加固——提高地基土抗震能力。
。
方法:稳固性安全系数的方法
①平面单滑面滑动破坏稳固性解析
②多滑块平面滑动稳固性解析
③圆弧形滑面稳固性解析:瑞典条分法、毕肖普法
步骤:[见题6]
。
(影响岩土边坡稳固性的要素:主要有岩土性质、岩体结构、水的作用、风化作用、
地震、地应力、地形地貌和人为要素。)
确立埋置深度是支挡结构稳固性计算的要点
浅埋桩:以为埋入端头是固定铰接。
深埋桩:采纳等值梁计算,以为作用在桩上的水平力处于均衡状态。
挡土墙:与土坡稳固计算方法相同,采纳稳固安全系数的方法。挡土墙的稳固性主要从以下三个方面谈论:
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>适用文档①作用在挡土墙上抗颠覆力矩与致颠覆力矩之比≥;②作用在挡土墙底面的抗滑力与滑动力之比≥;③挡土墙下卧地层应满足地基承载力要求。。P30锚杆支护资料主要有杆体、固结机构或粘结资料、托盘、螺帽等。常用的杆体资料主若是各种钢筋,包含圆钢、螺纹钢和专用钢材。国内煤矿还采纳经济的竹、木锚杆。(单向左旋无纵筋螺纹钢)粘结资料:水泥质粘结资料和树脂类粘结资料。。P40(1)最大水平应力理论的基本看法:最大水平应力理论以为,矿井岩层的水平应力平时是大于垂直应力(即水平应力为最大主应力)。所以,锚杆支护应试虑水平应力的影响。水平应力对巷道稳固影响有三种状况,即最大水平应力和巷道走向平行、垂直和斜交。以平行状况为最正确(对稳固影响最小,对顶、底板的稳固状况最有益);以垂直状况最不利;在斜交时对巷道的破坏常常在先进人新岩层的一帮。最大水平应力理论还以为,因为最大水平应力基本沿层理方向,岩层简单出现水平错动和离层,以及沿轴向的岩层膨胀(巷道两帮缩短)。于是锚杆起到拘束离层和克制岩层膨胀的作用。(2)最大水平应力理论的认识和解析:最大水平应力理论反响了地应力丈量的基本状况。世界实测统计结果是:竖直应力基本吻合重力值,水平应力在深于150m今后有好多超出竖直应力;而在3000m今后将趋近于1,变化点在800m左右。无论矩形或拱形巷道,开挖今后的顶板主应力均发生主应力转向水平的状况。所以,从力学原理讲,巷道的部署应顺着最大水平应力方向。3)弊端:①“最大水平应力”不过是地应力的赋存特色,和锚杆的实质没有联系;②原岩应力尽管水平占多数,但因为锚杆施工是在巷道开挖以后,而对于巷道开挖以后的牢骚而言,能否以水平应力为主,该理论并无说明;③除顶板外,实质也可能与之不符;④锚杆的作用在理论中没有充分说明;
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>⑤影响锚杆支护成功的要素好多,绝非支护理论的正确与否所完好决定的。
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>。方法:工程类比法(经验法)、解析法(有限元法)对于浅埋地道工程:由太沙基公式计算荷载高度。经过荷载高度可以确立锚杆的工作长度,以及按悬吊理论计算锚杆荷载(锚固力),而后是其余锚杆参数。对于矿山巷道工程:平时采纳工程类比法确立锚固力、锚杆长度和间排距等参数,而后可以用其余一些方法核算、修正。最后设计锚杆的详尽细节。对于基坑或边坡工程:边坡工程的设计计算第一要确立可能的滑动面地址,而后比较滑动力和抗滑力也许滑动力矩与抗滑力矩,经过锚杆供给的抗剪力、抗滑力矩使设计满足稳固性参数。参数:锚杆长度,锚杆直径,锚杆间排距,岩石性质参数、地应力参数、。锚喷和注浆的结合。支护机理:①采纳内注浆锚杆注浆,可以利用浆液封堵围岩裂隙,间隔空气,防范围岩风化,且能防范围岩被水浸润而降低围岩的自己强度;②注浆后浆液将松懈破碎的围岩胶结成整体,提高了岩体强度,实现利用围岩自己作为支护结构的一部分;且与原岩形成一个整体,在动压作用下其震动频率与原岩一致而不易产生破坏;③注浆后使得喷层壁后充填密实,保证荷载能均匀地作用在喷层和支架上,防范出现应力集中点而第一破坏;④利用内注浆锚杆注浆充填围岩裂隙,配合锚喷支护,可以形成一个多层有效组合拱结构,即喷网组合拱、锚杆压缩区组合拱及浆液扩散加固拱,从而扩大了支护结构的有效承载范围,提高了支护结构的整体性和承载能力;⑤注浆后使得作用在拱顶上的压力能有效地传达到两墙,经过对墙的加固,又能把荷载传达究竟板;同时因为组合拱厚度的加大,又能减小作用在底板上的荷载集中度,从而减小底板岩石中的应力,减弱底板的塑性变形,减少底股;且底板的稳固,有助于两墙的稳固。在底板及两墙稳固的状况下,又能保持拱顶的稳固;⑥注浆加固后能使一般端锚锚杆实现全长锚固,从而提高了锚杆的锚固力和靠谱性,保证了支护结构的稳固;且内注浆锚杆自己亦为全长锚固锚杆,它们共同将多层组合拱联成一个整体,共同承载,提高了支护结构的整体性;⑦注浆使得支护结构的断面尺寸加大,这样围岩作用在支护结构上的荷载所产生的弯矩减小,降低了支护结构中产生的拉应力和压应力。所以,支护结构能承受更大的荷载,
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>适用文档从而提高了支护结构的承载能力,扩大了支护结构的适应性。.说明土钉支护的构成及其作用。土钉支护结构包含土体内的杆体(土钉)、面层结构和排防水系统三部分构成。土钉在整个复合结构中饰演主要角色,它可以增添复合体的抗拉、抗剪能力,可以阻挡、推延和延缓土体的塑性流动和滑塌。面层发射混凝土与网可使分布在土体中的土钉共同作用,一旦局部一个或几个土钉达到了极限状态,则推力可以经过面层转移到其余土钉上去,限制坡面膨胀和局部塌落,保持坡面的完好性,起护坡作用,如防范降雨的冲洗等。土钉加固常常要求配设排水设施,以防范地表水的渗流造成对喷混凝土的动水压力,或因为在土钉加固地域内形成饱和土而降低土体强度与土和土钉的结合力。.说明土钉支护加固的基本源理。①土钉加固后可提高土体强度②土钉和面层结构形成新的挡墙结构,可以供给更高的承载能力③。①土钉是一种被动支护②土钉施工几乎和土坑开挖同步进行③部署比较密集④辅有面板结构⑤适应性强,适用面宽⑥施工工艺简单,对土层扰动小,。①加固体内的整体失稳破坏②加固体外失稳破坏③局部破坏④。(1)土钉墙(体)稳固计算土钉墙抗滑稳固性验算;土钉墙抗颠覆稳固性验算;土钉墙底部地基承载能力验算。(2)土钉加固体内部稳固性验算最危险滑动面滑动验算;土钉自己强度验算;面板(喷混凝土)强度验算。(3)土钉加固结构设计的主要参数确立需要采纳土钉加固的基坑大小或土坡范围;确立土钉加固分段施工高度;土钉的部署和间距与方向(倾角);确立土钉钢筋种类、长度、直径和其余结构内容;设计发射混凝土和网或其余面板结构以及坡顶防范;其余防范(水)措施。.简要说明土钉施工序次。土钉的施工序次:挖坡到设计的阶段高度,喷混凝土覆盖开挖坡面,钻孔并安设土钉,依据土钉要求进行注浆,挂网,再喷混凝土到设计厚度,连续下挖重复上述工序并到设计深度。所以,土钉墙的施工包含以下几个方面:
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>适用文档①工作面的开挖②钢筋网发射混凝土面层③安设土钉④土钉及其防腐⑤边坡表面办理⑥,并说明其主要特色。P75张拉型,压力型,载荷分别型(拉力分别型、压力分别型、剪力分别型、拉压交织分别型)张拉型锚索:结构简单,造价低。施工简单,全长粘结式的锚索锚头无效后仍可保持预应力的作用。张拉型锚索靠锚索体对固结体的张拉作用实现锚固,所以简单在自由段与粘结段界面出现应力集中使锚索与固结资料发生开裂,甚至会由此而以致整体锚索无效。压力型锚索:一方面压力型锚索的拉力是经过锚索底部的端部压板对浆液固结体的压力实现预应力,从而产生对围岩的拘束作用;另一方面压力线锚索的自由段套管向来延伸到端部压板周边。受力状况要比拉力型更好,工作更靠谱。这类结构可以一次完成所有长度的灌浆。载荷分别型锚索:对于一些裂隙发育或土质柔软的地层特别有益,可以防范固结体以及岩土体强度不足而造成的破碎,同时,还可以减小加固范围内的岩土体因受预应力作用而引起的不均匀变形。。主要差异在于:预应力锚索支护与加固是一种真切意义上的主动作用,它靠预应力供给的高抗滑动阻力以实现岩土体的稳固;而一般锚杆支护主若是由岩土体变形而被动地引拔锚杆的拘束作用实现岩土体稳固。所以,预应力锚索支护性能明显优于一般锚杆支护。预应力锚索与一般锚杆的差异:①因为要施加高预应力,所以锚索在全长范围内要划分锚固段和自由段。②锚索承受的载荷(预应力)更大(达几万干牛),所以,锚索体平时采纳高强高性能资料,同时对锚固力的要求也更大、更靠谱,一般锚固段采纳较长段(弱的岩石中,要求2m以上,土中不超出10m)的固结,而且平时是全长灌浆。③锚索加固工程一般规模相对较大(锚索长度达数十米到百米);锚索加固工程的服务寿命也相对较长,所以,在锚索结构中要求考虑锚索的防腐化问题。④为了向岩土体内传达比较高的载荷作用,在锚头部位一般设有特地的墩座。⑤为保证锚索或预应力锚杆在锚孔中受力合理,要使其在长度范围内能对中就位,所以,在锚索上设有对中支架。
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>适用文档⑥因为锚索施工规模相比较较大,预应力和承载力高,预应力施加要求严格,所以施工机具和施工质量要求要有比较靠谱的保证。说明预应力锚索作用的基本源理及主要破坏形式。基本源理:经过对锚索体的张拉,形成对四周资料(岩土体或地层)的压力作用以提高岩土体(包含可能出现的滑动面上)抗破坏能力;同时,当岩土体有可能出现拉应力时被这部分压力作用所抵消,可以减少岩土体内的拉应力。所以,岩土体处于预应力作用状态将大大提高岩土体的强度值。破坏形式:①锚索体与注浆固结体之间的剪切或拉伸破坏。主要指锚索与固结体之间因为粘结强度不够,也许粘结界面处应力过于集中面造成的。②注浆固结体与岩土界面之间的剪切破坏。在柔弱地层中因为其强度不够也许应力集中过于严重,使固结体与地层界面发生离开,并常常是陪同有岩土体局部破碎和塌落。这类破坏要考虑岩土的抗剪强度。③地层在预应力或地层载荷作用下的剪切破坏。在预应力或地层载荷作用下出现有锚固段周边地层的锥状剪切漏斗式的破碎。这类破坏一般是因为锚固深度不够,岩土地层的抗拉拔能力不足而形成的拔出漏斗式破坏。④体资料的断裂破坏。索体断裂状况比较复杂。大体可能分为两种状况,一种是锚索资料强度不足造成的加采纳的索体资料强度偏低、地层压力或地层变形过大、索体受损等;另一种可能是预应力过高造成的。过高的预应力使地层受力作用和锚索内的应力不协调,从而造成锚索在工作过程中发生断裂破坏。⑤固结浆体在锚索的拉力或压力作用下破坏。因锚固段固结浆体的强度低,或是因为在后续的地层压力作用下引起较高应力集中,从而使固结浆体形成拉或压破碎。⑥岩土体的整体破坏。因为整体支护能力不够,出现锚索群的破坏,使岩土体在较大
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>范围内失稳。。P83锚索设计的基本内容有:锚固力大小和预应力值,固结长度和锚索整体长度
(锚固深度
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>与锚索自由段长度),索体资料的确定及其构成和相应的截面积、锚头设计等。方法:锚固力大小可以由两种方法来确立:一种是近似土钉的设计方法,依据地层滑动的最小稳固性系数,比较所需要的稳固性系数,经过锚索的锚固力来实现地层稳固并满足设计要求所需要的稳固性系数;另一种是采纳工程类比法确立。.简要说明预应力锚索施工的主要程序与要求。预应力锚索施工的基本程序包含:造孔、编束、锚索安装、注浆固结、张拉、锚头固
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>适用文档结和防范等。①对钻孔的质量要求主若是保证长度、孔径、孔的角度和轴线的误差。②编束的方法,则随锚束断面的型式不一样而各异。锚固段与锚头的制作,更是随锚束的不一样种类而各不相同。③锚索安设的主要质量间题是应保持锚索在锚孔中的平直、均匀,特别是在自由段和固结段之间不该有严重的曲折。④注浆浆液性质的基本要求是浆液的强度和稠度,即水灰比。⑤预应力张拉要在注浆固结体拥有足够强度(30MPa)后才可进行。张拉施工应尽量采纳单根对称〔钢纹线锚索)、分级逐渐施加、慢加载的方法。⑥索体资料的防范和暂时性防范包含在索体上加金属镀层、涂有机质涂料、改变四周介质性能等,而永久性防范则以水泥封灌为主口。.说明预应力锚索支护结构预应力损失的原由。①张拉过程的损失②锁定过程的损失③废弛和徐变造成的损失④其余要素:材质变化(锈蚀)、环境要素(温度、介质受震动或冲击)、载荷要素(外荷载变化、盈应力调整)。P94小导管注浆方法主要适用于:自稳时间短的柔弱破碎带、浅埋柔弱围岩和严重偏压、砂层、砂卵石层、断层破碎带以及大面积淋水或涌水的地道。对结构顶部处于亚黏土、粉细砂、中粗砂等地质柔软、空隙较大的地层更为适用,成效明显。小导管施工工艺:。依据小导管的施工设计和开挖断面的中线,对拱顶外轮廓线中心高程和支距进行布孔放样,并以插钎作为标志控制小导管的间距。成孔。第一架设方向架,确立打孔方向、地址和仰角,而后依照不一样地质条件,采纳不一样成孔设施打孔:一般砂层可用20mm管以压力风吹孔;粉细砂、亚黏土可采纳风镐推动导管;黏土层可采纳煤电钻钻孔;在土夹石、风化岩可使用液压或风枪打眼成孔。孔方向要求顺直,不得曲折和塌孔等。。安设小导管时应对准管孔的方向和角度,必需时使液压或风动推动器将导管推人,并力求导管尾端在同一剖面且外露长度以30cm为宜。。喷混凝土5~8cm厚度,对管尾四周应增强封闭。。P97
岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>岩土加固技术复****br/>适用文档管棚超前支护特别适用于在工程下方进行工程施工的状况,主要包含手下场合:①作为公路、铁路下方修建地道的辅助工法;②作为在地中及地下结构物下方修建地道的辅助工法;③作为修建大断面地道施工的辅助工法;④作为地道洞口段施工的辅助工法;⑤作为其余施工的辅助工法,如托底、盾构基地防范等。
管棚施工设计步骤是结合地层和结构外形状况先确立部署外形,计算承受总压力,设计管棚长度,而后结合管径按强度计算间距(管棚数目),并用稳固性(挠度)考据。
.说明预应力锚索抗滑桩技术的适用条件及技术特色。适用条件:防治高边坡滑坡的过程中,以及在建筑物可能发生滑动时,采纳抗滑桩技术来加固边坡,实现边坡的稳固。技术特色:抗滑桩技术拥有抗滑能力强,开挖和混凝土工程量小,且不会恶化原有的地质条件,桩位设置灵巧,对保证工程质量,加快施工进度,缩散工期和节约投资均拥有明显作用。.简要说明岩土注浆对注浆资料的主要要求。(1)浆液的初始黏度要低、流动性好、可注性强,能浸透到渺小的裂隙或孔隙内;(2)凝胶时间可以在几秒至数小时范围内任意调整,并能正确控制;(3)稳固性好,在常温、常压下较长时间存放不改变其基天性质,存放不受温度、湿度变化的影响;(4)无毒、无臭,不污染环境,对人体无害,属非易燃和易爆品;(5)浆液对注浆设施、管路、混凝土结构物等无腐化性,并简单冲洗;(6)浆液固化时无缩短现象,固化后与岩土体和混凝土等有必定的粘结力;(7)结石体拥有必定的抗压、抗拉强度,抗渗性好,抗冲洗及耐老化性能好;(8)资料本源丰富,价格廉价;(9)配制方便,操作简单。.说明水泥类浆液的主要特色和发展趋向。特色:水泥浆材结石体强度高,造价便宜,资料本源丰富,浆液配制方便,操作简单,是使用量最大的浆材。但因为一般水泥颗粒较大,,所以,使用上遇到必定限制。发展趋向:改进现有注浆资料和研制新的注浆资料(超细水泥的研究、有机物作为胶
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