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第一篇 预应力锚索锚固力损失机理3

1概述3

1.1 引言3

1.2 预应力锚固技术发展简史4

1.3 我国预应力锚固技术发展沿革8

1.4 预应力锚索概述10

1.4.1 预应力锚索基本特征10

1.4.2 预应力锚索的基本组成11

1.4.3 预应力锚索分类12

1.4.4 典型预应力锚索结构类型12

1.5 国内外预应力锚索锚固力损失研究现状17

1.5.1 国外研究现状17

1.5.2 国内研究现状18

1.5.3 存在的问题20

参考文献20

2预应力锚索锚固力损失机理研究22

2.1 岩土体性质对锚索锚固力损失的影响研究22

2.1.1 岩土体流变特性22

2.1.2 岩土体性质对锚索锚固力损失的影响机理22

2.1.3 坚硬完整岩体对锚索锚固力损失影响23

2.1.4 软弱岩体对锚索锚固力损失影响24

2.1.5 松散岩体对锚索锚固力损失影响25

2.1.6 土体对锚索锚固力损失影响26

2.1.7 内锚固段岩体质量对锚固力损失影响28

2.1.8 岩土体应力状态对锚索锚固力损失的影响29

2.2 锚索材料对锚索锚固力损失的影响研究30

2.2.1 钢绞线松弛对锚固力损失的影响30

2.2.2 锚索体腐蚀对锚固力损失的影响33

2.3 施工工艺对锚索锚固力损失的影响研究35

2.3.1 孔道成孔工艺对锚索锚固力损失的影响36

2.3.2 封孔灌浆对锚索锚固力损失的影响40

2.3.3 锚索张拉过程中的锚固力损失42

2.3.4 锚索锁定过程中的锚固力损失43

2.4 环境效应的影响研究46

2.4.1 地下水位的变化对锚固力损失的影响46

2.4.2 温度变化对锚索锚固力损失的影响47

2.4.3 震动或冲击作用对锚索锚固力损失的影响48

2.5 浆体材料变形对锚索锚固力损失的影响分析50

2.5.1 混凝土的收缩变形对锚索锚固力损失的影响50

2.5.2 混凝土的徐变变形对锚索锚固力损失的影响51

2.5.3 混凝土的弹性压缩变形对锚索锚固力损失的影响52

2.6 锚固时机对锚索锚固力损失的影响分析52

2.7 锚固体系对锚索锚固力损失的影响分析53

2.7.1 锚固体系对锚索锚固力损失的影响53

2.7.2 锚索类型对锚索锚固力损失的影响54

2.8 本章小结54

参考文献55

3预应力锚索锚固力损失试验研究58

3.1 预应力锚索锚固力瞬时损失现场试验研究58

3.1.1 现场试验条件介绍58

3.1.2 试验原理58

3.1.3 试验设备60

3.1.4 试验过程61

3.1.5 试验结果64

3.1.6 试验结果分析65

3.1.7 试验结论65

3.2 低回缩量锚具室内试验67

3.2.1 试验研究内容67

3.2.2 试验时间与地点67

3.2.3 试验标准67

3.2.4 试验设备67

3.2.5 试验方法与步骤68

3.2.6 试验结果70

3.2.7 试验结论71

3.3 锚口摩阻损失室内试验研究71

3.3.1 试验研究内容71

3.3.2 试验时间与地点71

3.3.3 试验标准71

3.3.4 试验原理72

3.3.5 试验设备72

3.3.6 试验方法与步骤73

3.3.7 预应力筋在平行状态下的锚口摩阻试验结果74

3.3.8 预应力筋在折角状态下的锚口摩阻试验结果76

3.3.9 理论计算与实测锚口摩阻对比分析79

3.3.10 试验结论81

3.4 本章小结82

参考文献83

4锚固力损失与边坡蠕变耦合效应研究85

4.1 边坡蠕变与锚固力损失耦合效应分析85

4.2 边坡蠕变与锚索锚固力损失的耦合效应模型85

4.2.1 常用流变模型分析85

4.2.2 考虑耦合效应的计算模型89

4.2.3 计算模型的本构方程理论推导90

4.3 耦合效应模型验证92

4.3.1 耦合效应模型试验介绍92

4.3.2 理论计算结果与模型试验结果对比分析94

4.4 耦合效应模型研究结论98

4.5 本章小结98

参考文献99

5预应力锚索锚固力损失的控制与补偿101

5.1 预应力材料的选取101

5.1.1 预应力筋101

5.1.2 锚夹具103

5.1.3 水泥基锚固浆体104

5.1.4 新型灌浆材料105

5.1.5 混凝土质量105

5.1.6 防护材料106

5.1.7 其他材料107

5.2 施工工艺控制107

5.2.1 张拉方法的选择107

5.2.2 增加持荷稳压时间109

5.2 3超张拉工艺110

5.2.4 补偿张拉工艺110

5.2.5 减少管道摩擦损失110

5.2.6 避免爆破震动冲击影响112

5.3 设计方案控制112

5.3.1 锚固体系选择112

5.3.2 锚索结构选择113

5.3.3 锚索间距控制114

5.3.4 锚索吨位控制114

5.3.5 岩土体条件选择114

5.3.6 锚索监测系统选择115

5.4 锚索防腐措施115

5.4.1 锚索防腐研究115

5.4.2 我国对锚索防腐的相关规定116

5.4.3 国外对预应力锚杆（索）的防护118

5.5 本章小结119

参考文献119

第二篇 预应力锚索锚固力损失监测技术123

6绪论123

6.1 研究背景与意义123

6.1.1 预应力锚索受力状态监测的重要性123

6.1.2 现阶段其受力状态监测手段124

6.2 国内外振弦式传感技术研究现状125

6.2.1 国外振弦传感技术研究发展现状125

6.2.2 国内振弦传感技术研究运行现状126

6.3 课题主要研究内容128

6.4 研究中的重点及难点129

6.5 主要研究方法和技术路线129

6.5.1 课题研究方案选择129

6.5.2 课题主要研究方法130

6.5.3 课题研究技术路线130

参考文献131

7振弦式传感技术特性研究132

7.1 振弦式传感器工作原理132

7.1.1 振弦式传感器工作原理132

7.1.2 振弦式传感器激振技术133

7.2 振弦式传感器数学模型研究134

7.2.1 振弦式传感器通用数学模型134

7.2.2 振弦式传感器修正数学模型139

7.3 振弦式传感器特性研究140

7.3.1 敏感度140

7.3.2 非线性141

7.3.3 分辨率142

7.3.4 滞后性142

7.3.5 重复性143

7.4 本章小结143

参考文献144

8改善振弦式传感器性能技术研究145

8.1 振弦式传感器性能参数的合理选择145

8.1.1 传感器性能指标一览145

8.1.2 振弦式传感器性能指标参数控制选择145

8.2 屏蔽、隔离与干扰抑制技术146

8.3 振弦式传感器温度补偿技术147

8.3.1 温度误差概念及其产生原因147

8.3.2 传感器温度误差硬件补偿147

8.3.3 传感器温度软件补偿149

8.4 振弦与工作膜匹配减小滞后技术150

8.5 高增益弱激发自激发电路技术150

8.6 本章小结151

参考文献152

9振弦式传感器长期稳定性研究153

9.1 长期稳定性重要性153

9.1.1 传感器长期稳定性概念153

9.1.2 长期稳定性重要性153

9.1.3 传感器长期稳定性影响因素154

9.2 传感器部件材料选择154

9.2.1 材料选择原则154

9.2.2 材料工艺处理155

9.2.3 弹性元件优化设计155

9.2.4 传感器毛坯清洁技术156

9.3 振弦材料技术157

9.3.1 振弦材料选择157

9.3.2 振弦工作应力157

9.4 振弦张拉与固定技术158

9.4.1 振弦张拉与固定技术的重要性158

9.4.2 振弦张拉与固定工艺要求159

9.5 结构设计159

9.6 密封技术160

9.7 电缆技术160

9.8 本章小结161

参考文献161

10高性能振弦式锚索测力传感器设计制造163

10.1 典型振弦式锚索测力传感器163

10.1.1 典型振弦式锚索测力传感器结构形式及其性能163

10.1.2 典型振弦式锚索测力传感器结构设计共同特点173

10.1.3 典型振弦式锚索测力传感器结构设计与偏载影响174

10.1.4 典型振弦式锚索测力传感器结构设计量程限制177

10.2 高性能振弦式锚索测力传感器结构设计178

10.2.1 高性能振弦式锚索测力传感器结构设计思路178

10.2.2 高性能振弦式锚索测力传感器承压体设计178

10.2.3 高性能振弦式锚索测力传感器承压体制造关键技术179

10.2.4 高性能振弦式液体压力传感器设计181

10.2.5 振弦式锚索测力传感器结构原理183

10.3 振弦式锚索测力传感器老化工艺184

10.3.1 老化必要性184

10.3.2 振动老化184

10.3.3 温度老化185

10.3.4 荷载老化185

10.3.5 防水性能老化186

10.3.6 时效处理186

10.4 振弦式锚索测力传感器率定186

10.5 本章小结187

参考文献187

11振弦式锚索测力传感器检测仪器开发研究189

11.1 振弦式传感器量测精度影响因素分析189

11.1.1 扫频技术影响189

11.1.2 干扰因素影响189

11.2 提高振弦式传感器量测精度技术措施190

11.2.1 硬件设计措施提高测量精度190

11.2.2 软件设计措施提高测量精度191

11.3 振弦式锚索测力传感器检测仪器192

11.3.1 便携式智能检测仪192

11.3.2 智能型多点检测仪194

11.4 本章小结194

参考文献195

12振弦式锚索测力系统性能测试196

12.1 山东省计量科学研究院性能测试196

12.1.1 山东省计量科学院测试结果196

12.1.2 测试结果分析197

12.2 中国计量科学院性能测试197

12.2.1 中国计量科学院测试结果197

12.2.2 测试结果分析198

12.3 振弦式锚索测力系统性能特点198

12.3.1 主要技术特色198

12.3.2 主要性能特点199

12.3.3 主要技术参数199

12.4 本章小结199

参考文献200

第三篇 预应力锚索锚固力监测工程应用研究203

13上海建筑科学院应用研究203

13.1 检测目的203

13.2 仪器概况203

13.3 仪器稳定性204

13.4 应用结论205

14高边坡预应力锚索锚固工程监测应用研究206

14.1 工程概况206

14.1.1 边坡地质环境特征206

14.1.2 滑坡体产生原因分析206

14.1.3 设计方案207

14.2 锚索应力变化监测系统209

14.2.1 锚索应力监测目的209

14.2.2 GMS型振弦式锚索测力仪的主要技术参数210

14.2.3 锚索应力监测频率211

14.3 锚索锚固力短期变化过程分析211

14.3.1 实测锚索体锁定瞬时损失分析211

14.3.2 实测锁定瞬时损失与理论计算结果比较213

14.3.3 锚索体在锁定后2h内锚固力损失分析214

14.4 补偿张拉作用分析215

14.5 初始锁定值大小对锚索锚固力损失的影响分析219

14.6 锚索锚固力的长期变化过程分析221

14.6.1 数值模拟221

14.6.2 仪器监测223

14.6.3 模拟值与实测值比较226

14.7 典型锚索锚固力的变化规律全过程分析227

14.7.1 锚索张拉过程中的锚固力损失227

14.7.2 锚索锁定过程中的锚固力损失228

14.7.3 锚索锁定后的锚固力损失228

14.8 本章小结230

参考文献231

15矿井采空区预应力锚索锚固力监测系统研究233

15.1 工程概括233

15.1.1 采空区监测必要性分析233

15.1.2 采空区围岩力学性质234

15.2 采空区围岩稳定性分析234

15.2.1 采空区顶板破坏分析235

15.2.2 采空区稳定性影响因素分析236

15.2.3 采空区稳定性监测技术方案238

15.3 围岩应力监测系统241

15.3.1 监测系统工作原理241

15.3.2 监测终端子系统241

15.3.3 监测中心子系统245

15.3.4 应力监测系统优点246

15.4 围岩应力监测具体实施方案247

15.4.1 一采区方案设计247

15.4.2 一采区实施情况252

15.4.3 二采区方案253

15.4.4 二采区实施情况260

15.4.5 监测传感器261

15.5 监测数据分析261

15.5.1 一采区监测数据处理及分析262

15.5.2 二采区监测数据处理与分析266

15.6 本章小结271

参考文献271

编后记274