摘要:目前,在工程實踐中已經(jīng)普遍使用了錨桿抗滑樁體,但是因為一些客觀因素的制約,針對錨桿抗滑樁在損害方面的研究目前還很少,因此使人們對其受力狀況缺乏一個完整的認識,限制了進一步對其進行受力以及變形方面的探究。本文通過試驗對錨桿、抗滑樁的破壞機理進行了探討。
抗滑樁在其結構方面進行了多次的完善。而錨桿抗滑樁是一種新型的結構,該種結構是在錨固技術的基礎上形成的,因為在該結構的樁頂設置了預應力錨桿,因此可以使錨桿以和抗滑樁一起分擔滑坡推力。
1試驗模型
試驗實施的場所是自己制造的模型箱,夯實的黃土是模型箱內的主要組成,為了有效的確?;w以及滑床土在強度方面是否均勻,在進行土體填筑的時候,要使各土層在填筑時候的厚度一定要和夯擊遍數(shù)相一致。為了對滑坡進行有效的模擬,在土體中還安置了滑面,滑面的構成材料是兩層塑料紙。
為了使樁體和附近的土體在進行作用的過程中產生的壓力以及樁體內部的壓力能夠很好的獲得,要把一些土壓力盒安置在模型樁的周圍,同時還要把一些應變片粘貼在樁體的鋼筋上。此外,把一些應變片也要粘貼在錨桿的鋼筋上,這主要是為了使錨桿拉力出現(xiàn)變化時其變化值能夠很好的取得。同時,為了避免樁頂以及坡面發(fā)生變形現(xiàn)象,還要相應的對其進行均勻的位移計的安置。
2試驗的結論
以零載為出發(fā)點進行加載,直到達到86.5kN,要是樁體被損壞,那么試驗就完成。根據(jù)現(xiàn)場的相關記錄顯示,當達到71.5kN的程度時,在樁體懸臂段的中間位置,滑體會發(fā)生鼓脹的情況,引起模型樁前部發(fā)生微小的裂縫,具體位置是在離樁頂大約25厘米的地方,隨著壓力的不斷升高,裂紋會不斷的變大,最終使樁在該部位出現(xiàn)向外斷裂的情況,同時在該部位的下邊又會產生別的裂縫。當試驗完成把滑體挖開以后,能夠清晰的顯示出樁體的后部滑面向下有明顯的脫空,脫空大體上呈直線狀,其位移與其和滑面的距離呈反比。
3對測試進行的分析
樁頂坡面在水平方向上的移動高于其周圍坡面在垂直方向上的移動,這意味著水平錯動是滑體關于設樁位置的關鍵,這和位于樁周圍的呈水平狀的滑面也是一致的;不管是樁頂還是坡面的移動,以至于樁體被損壞的時候,一直都呈現(xiàn)出循序漸進進行改變的曲線,沒有位移的突變點,這意味著樁和坡面被損壞的過程,是一個循序漸進的過程,不是突發(fā)性的,這就像是塑性被破壞的過程一樣。
壓力的升高會導致錨桿的應變值升高,在滑面左右兩邊約40厘米的范圍是錨桿鋼筋受力的基本分布區(qū)域,而其他的區(qū)域受力不大,應力集中的區(qū)域共有2處,具體位置是滑面左右兩邊大約20厘米的地方,其程度大致一樣;錨桿鋼筋在錨固段內屬于上面受拉,而在自由段內屬于下面承受負荷的情況。而安置在土層滑坡內的錨桿抗滑樁,其錨桿受力主要表現(xiàn)為彎曲以及軸拉的結合,而不是徹底的軸向受拉,錨桿受力分布范圍是滑面左右兩邊大約40厘米處,而滑面的左右兩邊大約20厘米的地方是錨桿破壞區(qū)域。
壓力的不斷加大會導致鋼筋應變的加大,不過當樁體被損壞以及卸載過程中,樁體前部的鋼筋應變呈現(xiàn)不斷變小的趨勢;其應變趨勢顯示出,樁體背部的應變位于滑面以上的部位大致都在受壓,而位于滑面以下的部位都在受拉,與此相對應的,樁前應變位于滑面以上的部位都在受拉,而位于滑面以下的部分都在受壓。此外,不管是樁的哪個部分的鋼筋,在位于滑面向上大約25厘米的地方形成應力集中,而樁背與樁前分別形成壓應力和拉應力集中,這和樁被損壞的地方是一致的。
4針對錨桿抗滑樁的破壞機理進行的分析
鋼筋混凝土的使用標準要求,φ10鋼筋在彈性模量方面必須達到52.1×10MPa,在強度設計方面的值必須達到210MPa,計算出鋼筋在屈服情況下的應變值大約接近于1000µε。當加載還沒有達到64kN時,屈服值低于錨桿鋼筋位于應力集中區(qū)域的應變值,也就是說錨桿鋼筋此時體現(xiàn)出彈性特性,當超過了該壓力之后,應變值都會超過1000µε,這種情況下鋼筋體現(xiàn)出屈服的特性,當試驗完成把滑體挖開后,就可以發(fā)現(xiàn)該位置的砂漿發(fā)生了或大或小的裂縫。當加載達到71.50kN后,位于樁體背部的鋼筋在應力集中地會先屈服,隨著加載的不斷進行,樁前鋼筋也會逐漸屈服,這個時候的樁體就會在該位置出現(xiàn)折斷現(xiàn)象,隨著加載的進一步進行以及時間的流逝,在折斷位置下面還會發(fā)生別的裂縫,其具體分布于離折斷位置向下大約10厘米的地方。
此外,不管是樁體還是錨桿的鋼筋,當其表現(xiàn)為屈服特征后,其應變增量會迅速提高;卸載完成后,可以發(fā)現(xiàn)錨桿和樁體鋼筋處于受拉情況,變形情況得到了或多或少的恢復。其中,就樁體鋼筋來說,其應變值不大,因此應變恢復的很快。應力集中區(qū)域剩下的應變占到最大值的大約15%左右,其它區(qū)域出現(xiàn)的變形大致都徹底恢復,這意味著其他區(qū)域的鋼筋依然體現(xiàn)出彈性特性。就錨桿鋼筋而言,因為應變值相對來說很大,在卸載結束后其應力集中區(qū)域的會剩下很多的應變力,這意味著該位置的鋼筋基本上已經(jīng)處于塑性狀態(tài)。在負的受拉情況下,例如樁背部的滑面向上部分以及位于錨桿自由段內,當卸載結束后,依然存在壓力對其變形恢復進行阻止。就樁體而言,滑坡推力占主導地位,而錨桿承受的是來滑體土的壓力,所以其應變恢復程度不大。要是正的受拉的時候,例如樁前部的滑面向上部位以及位于錨桿錨固段內的部位,卸載結束后受力不大,鋼筋變形都有恢復的空間。
就樁被損壞的區(qū)域而言,要是位于樁前部的滑面向上大約25厘米的地方,那么就可以確定為折斷型破壞;就樁的受力而言,樁背部承受土體共同壓力的地方通常都是樁體自由段中間向下的部位,也就是說位于破壞點向下,會導致樁體出現(xiàn)逆時針的損壞彎矩,而樁體的抗力大體分布于樁前部的滑面向下,也就是破壞點向下,會導致樁體出現(xiàn)順時針的破壞彎矩,還有一個是錨桿負責提供的,分布在破壞點向上的地方,會出現(xiàn)呈逆時針狀的損壞彎矩。樁體在這三個作用力的結合下會出現(xiàn)折斷和損壞。另外,從整體看,錨桿的應變要高于樁體的應變,因此我們可以這樣說,錨桿是導致逆時針的破壞彎矩的主要原因。
5結論
?。?)樁體被損壞主要表現(xiàn)為彎折破壞,其破壞區(qū)域分布在樁前部的滑面向上部分,而它的破壞彎矩是由呈逆時針狀運動的錨桿拉力以及呈順時針運動的樁前部土體抗力和樁背部的土體壓力共同作用導致。因此在設計結構的過程中,務必要聯(lián)系樁前部滑面向上部位的配筋。
(2)錨桿受力是彎曲以及軸拉的結合,而不是徹底的軸向受拉,錨桿受力基本分布在滑面左右兩邊大約40厘米以內,應力集中處基本分布在滑面左右兩邊大約20厘米處。
?。?)就應變分析而言,錨桿鋼筋會很快出現(xiàn)塑性屈服特征,接著是樁體鋼筋出現(xiàn)這種狀態(tài),也就是說錨桿鋼筋在受力方面要高于樁體鋼筋。
?。?)卸載完成后,不管是樁體還是錨桿鋼筋,其在受拉的時候,變形都會得到或多或少的恢復,其中因為樁體鋼筋在屈服方面的應力不大,所以應變恢復的很快,但是錨桿鋼筋在屈服方面的應力相對來說很大,其應變恢復程度不大。
?。?)因為沒有顯著的突變點,且體現(xiàn)為持續(xù)的變形,所以大體上可以確定,樁體被損壞基本屬于塑性彎折損壞。
評論 (0)