巖土加固技術(shù)復(fù)習(xí)

1、巖土加固技術(shù)復(fù)習(xí)Revised by Liu Jing on January 12, 2021中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院?巖土加固技術(shù)?復(fù)習(xí)思考題一、名詞解釋1. 錨桿：工程上的受拉桿件 錨固：錨桿所起的作用 錨固力：?jiǎn)胃^桿錨固在 巖土中的牢固程度,常常用錨固力來(lái)表示,一般采用錨桿的拉拔實(shí)驗(yàn)來(lái)確定錨桿 的錨固力,有時(shí)也把錨固作用稱為錨固力.錨固技術(shù)：是采用錨桿或以錨桿為主,結(jié)合其他方法,用以巖土加固,或作為巖 土工程支護(hù)手段的巖土體加固和支護(hù)技術(shù)的總稱.2. 注漿：乂稱為灌漿,是利用壓力降能固化的漿液通過(guò)鉆孔注入巖土孔隙或構(gòu)筑 物的裂隙中,使巖土體或構(gòu)筑物的物理力學(xué)性能得到改善的一種方法

2、.滲透注漿：是使?jié){液滲透擴(kuò)散到土粒間的孔隙中,凝固后到達(dá)土體加固和止水的 目的.壓密注漿：是注入極稠的漿液,形成球形或圓柱體漿泡,壓密周圍土體,使土體 產(chǎn)生塑性變形,但不使土體產(chǎn)生劈裂破壞.劈裂注漿：是在較高的注漿壓力下,把漿液注入到滲透性小的土層中,漿液擴(kuò)散 呈脈絡(luò)分布.3. 錨注支護(hù)技術(shù)：錨桿和噴射混凝土常在一起使用,稱為錨噴支護(hù),錨噴和注漿 的聯(lián)合的一種較好的支護(hù)形式.4. 土釘：用來(lái)加固和同時(shí)錨固現(xiàn)場(chǎng)原位土體的細(xì)長(zhǎng)桿件.土釘墻：一種原位土體加筋技術(shù),土釘加固常和噴射混凝土一起使用,由被加固土體、土釘和面層組成5. 預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)技術(shù)：通過(guò)對(duì)錨索體的張拉,形成對(duì)周圍材料的壓力作用以提 高

3、巖土體抗破壞水平；同時(shí),當(dāng)巖土體有可能出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)被這局部壓力作用所 抵消,可以減少巖土體內(nèi)的拉應(yīng)力的一種支護(hù)技術(shù).&超前支護(hù):是指對(duì)尚未開(kāi)挖的巖土體進(jìn)行預(yù)支護(hù),預(yù)防其在開(kāi)挖時(shí)的冒落或塌 落.超前錨桿預(yù)支護(hù)技術(shù)：在工作面向前方布置傾斜式錨桿,使錨桿伸到即將要開(kāi)挖 的局部,在開(kāi)挖前對(duì)這局部圍巖進(jìn)行支護(hù),預(yù)防其在在開(kāi)挖時(shí)的冒落或塌落的支 護(hù)技術(shù).小導(dǎo)管注漿超前支護(hù)：是指采用錨注的形式進(jìn)行超前支護(hù),可將破碎的圍巖固結(jié) 和錨固成一個(gè)整體,從而顯著提升圍巖的自承載水平.管棚式超前支護(hù)技術(shù)：管棚法是沿開(kāi)挖輪廓周線,鉆設(shè)與隧道軸線平行的鉆孔, 而后插入不同直徑的鋼管,并向管內(nèi)注漿,固結(jié)管周邊的圍巖,

4、并在預(yù)定的范圍 內(nèi)形成棚架的支護(hù)體系.7. 張拉型錨索：錨索體所施加的預(yù)應(yīng)力對(duì)砂漿、水泥漿或樹(shù)脂固結(jié)體產(chǎn)生張拉力 作用.從而對(duì)圍巖實(shí)施主動(dòng)支護(hù)作用.壓力型錨索：通過(guò)錨索底部的端部壓板對(duì)漿液固結(jié)體的壓力實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力,從而產(chǎn) 生對(duì)圍巖的約束作用.荷載分散型錨索：考慮到預(yù)應(yīng)力作用的過(guò)分集中對(duì)固結(jié)體以及巖土體受力的不 利,采用在錨索孔長(zhǎng)度上將錨索預(yù)應(yīng)力分散,這樣就形成了荷載分散型錨索.8. 預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁技術(shù)：在抗滑樁頂使用預(yù)應(yīng)力錨索施加與位移相反的反向力 限制樁頂位移,使抗滑樁的受力更合理,大幅度減少樁身內(nèi)力、樁的橫截面及埋 深的技術(shù).9. 超細(xì)水泥漿液：由極細(xì)的水泥漿顆粒組成,其平均粒徑為4微米,

5、最大粒徑約 等于10微米,比外表積在8000cm2/g以上.無(wú)機(jī)注漿材料：包括單液水泥類、水泥一水玻璃類、粘土類、水玻璃類、水泥粘 土類等有機(jī)注漿材料：包括丙烯酰胺類、木質(zhì)素類、腺醛樹(shù)脂類、聚氨酯類、聚乙烯醇 類、甲基丙烯酸甲酯類、丙烯酸鹽類等.10. 牛頓型漿液：牛頓流體是指流變曲線是通過(guò)原點(diǎn)的直線的粘性流體. 賓漢姆型漿液：賓漢姆流體是指流變曲線不通過(guò)原點(diǎn)的直線的塑性流體.11. 高壓噴射注漿技術(shù)：利用工程鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計(jì)處理的深度后,用高壓泥漿泵 等高壓發(fā)生裝置,通過(guò)安裝在鉆桿桿端置于孔底的特殊噴嘴,向周圍土體髙壓噴 射固化漿液,同時(shí)鉆桿以一定的速度邊旋轉(zhuǎn)邊提升,高壓射流使一定范圍內(nèi)的土

6、體結(jié)構(gòu)破壞,并強(qiáng)制與固化漿液混合,凝固后便在土體中形成具有一定性能和形 狀的固結(jié)體.12. 深樁與淺樁：當(dāng)樁的埋入深度超過(guò)反彎點(diǎn)深度a時(shí),是深埋樁；反之,淺埋 樁.13. 全長(zhǎng)錨固：錨桿的約束作用主要由錨桿或粘結(jié)材料的剪切應(yīng)力提供.端頭錨固：錨桿受拉對(duì)巖石產(chǎn)生約束作用.14. 預(yù)應(yīng)力損失：由于預(yù)應(yīng)力混凝土生產(chǎn)工藝和材料的固有特性等原因,預(yù)應(yīng)力筋 的應(yīng)力值從張拉錨固直到構(gòu)件安裝使用的整個(gè)過(guò)程中不斷降低,這種降低的應(yīng)力 值,稱為預(yù)應(yīng)力損失.15. 花管注漿：在注漿管前端的一段管上打許多直徑2、5mm小孔,使?jié){液從小孔水 平地噴到地層里.16. 三重管旋噴注漿法：三管旋噴法使用分別輸送水、氣、漿三種

7、介質(zhì)的三重注漿 管.二、簡(jiǎn)答1. 簡(jiǎn)要介紹巖土注漿技術(shù)的應(yīng)用范圍.注漿法在土木工程的各個(gè)領(lǐng)域中,特別是在水電工程、井巷工程中得到了廣泛的 應(yīng)用,已成為不可缺少的施工方法.它的應(yīng)用主要有以下兒個(gè)方面： 建筑物地基的加固一一提升地基承載力,提升樁基承載力； 土坡穩(wěn)定件加固一一提升土體抗滑水平； 擋土墻后土體的加固一一增加土的抗剪水平,減小土壓力； 己有建筑混凝土裂縫缺陷的修初混凝土構(gòu)筑物補(bǔ)強(qiáng)； 壩基的加固及防滲一一提升巖土體密實(shí)度,改善其力學(xué)性能,減小透水性, 增強(qiáng)抗?jié)B水平； 地下構(gòu)筑物的止水及加固一一增強(qiáng)土體的抗剪水平,減小透水性； 井巷工程中的加固及止水一一改善巷道圍巖的物理力學(xué)特性； 裂隙巖

8、體的止水和破碎巖體的補(bǔ)強(qiáng)一一提升巖體整體性； 動(dòng)力根底的抗震加固一一提升地基土抗震水平.2. 說(shuō)明邊坡工程穩(wěn)定性分析方法與步驟.方法：穩(wěn)定性平安系數(shù)的方法 平面單滑面滑動(dòng)破壞穩(wěn)定性分析 多滑塊平面滑動(dòng)穩(wěn)定性分析 圓弧形滑面穩(wěn)定性分析：瑞典條分法.畢肖普法步驟：見(jiàn)題63. 說(shuō)明巖土支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析方法.影響巖土邊坡穩(wěn)定性的因素：主要有巖土性質(zhì)、巖體結(jié)構(gòu)、水的作用、風(fēng)化 作用、地震、地應(yīng)力、地形地貌和人為因素.確定埋置深度是支擋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算的關(guān)鍵淺埋樁：認(rèn)為埋入端頭是固定錢(qián)接.深埋樁：采用等值梁計(jì)算,認(rèn)為作用在樁上的水平力處于平衡狀態(tài).擋土墻：與土坡穩(wěn)定計(jì)算方法相同,采用穩(wěn)定平安系數(shù)的方法.

9、擋土墻的穩(wěn)定 性主要從以下三個(gè)方面評(píng)價(jià)： 作用在擋土墻上抗傾覆力矩與致傾覆力矩之比 作用在擋土墻底面的抗滑力與滑動(dòng)力之比2； 擋土墻下臥地層應(yīng)滿足地基承載力要求.4. 簡(jiǎn)要說(shuō)明錨桿支護(hù)材料的主要類型與開(kāi)展?fàn)顩r.P30錨桿支護(hù)材料主要有桿體、固結(jié)機(jī)構(gòu)或粘結(jié)材料、托盤(pán)、螺帽等.常用的桿體材料主要是各種鋼筋,包括圓鋼、螺紋鋼和專用鋼材.國(guó)內(nèi)煤礦還 采用經(jīng)濟(jì)的竹、木錨桿.單向左旋無(wú)縱筋螺紋鋼粘結(jié)材料：水泥質(zhì)粘結(jié)材料和樹(shù)脂類粘結(jié)材料.4.簡(jiǎn)要介紹錨桿支護(hù)的最大水平應(yīng)力理論.P401最大水平應(yīng)力理論的根本觀點(diǎn)：最大水平應(yīng)力理論認(rèn)為,礦井巖層的水平應(yīng)力通常是大于垂直應(yīng)力即水平應(yīng) 力為最大主應(yīng)力.因此,錨桿支

10、護(hù)應(yīng)考慮水平應(yīng)力的影響.水平應(yīng)力對(duì)巷道穩(wěn)定影響有三種情況,即最大水平應(yīng)力和巷道走向平行、垂 直和斜交.以平行狀況為最正確對(duì)穩(wěn)定影響最小,對(duì)頂、底板的穩(wěn)定狀況最有利； 以垂直狀況最不利;在斜交時(shí)對(duì)巷道的破壞往往在先進(jìn)人新巖層的一幫.最大水平應(yīng)力理論還認(rèn)為,由于最大水平應(yīng)力根本沿層理方向,巖層容易出 現(xiàn)水平錯(cuò)動(dòng)和離層,以及沿軸向的巖層膨脹巷道兩幫收縮.于是錨桿起到約束 離層和抑制巖層膨脹的作用.2最大水平應(yīng)力理論的熟悉和分析：最大水平應(yīng)力理論反映了地應(yīng)力測(cè)量的根本情況.世界實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果是：豎直應(yīng)力根本符合重力值,水平應(yīng)力在深于150 m以后 有許多超過(guò)豎直應(yīng)力；而在3000 m以后將趨近于1,變化

11、點(diǎn)在800 m左右.無(wú)論矩形或拱形巷道,開(kāi)挖以后的頂板主應(yīng)力均發(fā)生主應(yīng)力轉(zhuǎn)向水平的情況. 因此,從力學(xué)原理講,巷道的布置應(yīng)順著最大水平應(yīng)力方向.3缺點(diǎn)： “最大水平應(yīng)力僅僅是地應(yīng)力的賦存特點(diǎn),和錨桿的本質(zhì)沒(méi)有聯(lián)系； 原巖應(yīng)力盡管水平占多數(shù),但由于錨桿施工是在巷道開(kāi)挖之后,而對(duì)于巷 道開(kāi)挖之后的怨言而言,是否以水平應(yīng)力為主,該理論并沒(méi)有說(shuō)明； 除頂板外,實(shí)際也可能與之不符； 錨桿的作用在理論中沒(méi)有充分說(shuō)明； 影響錨桿支護(hù)成功的因素很多,絕非支護(hù)理論的正確與否所完全決定的.6. 說(shuō)明錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)的主要方法及需要確定的主要參數(shù).方法：工程類比法經(jīng)驗(yàn)法、分析法有限元法對(duì)于淺埋隧道工程：由太沙基公式計(jì)算

12、荷載高度.通過(guò)荷載高度可以確定錨桿 的工作長(zhǎng)度,以及按懸吊理論計(jì)算錨桿荷載錨固力,然后是其他錨桿參數(shù).對(duì)于礦山巷道工程：通常采用工程類比法確定錨固力、錨桿長(zhǎng)度和間排距等參 數(shù),然后可以用其他一些方法核算、修正.最后設(shè)計(jì)錨桿的具體細(xì)節(jié).對(duì)于基坑或邊坡匸程：邊坡工程的設(shè)計(jì)計(jì)算首先要確定可能的滑動(dòng)面位置,然 后比擬滑動(dòng)力和抗滑力或者滑動(dòng)力矩與抗滑力矩,通過(guò)錨桿提供的抗剪力、抗滑 力矩使設(shè)計(jì)滿足穩(wěn)定性參數(shù).參數(shù)：錨桿長(zhǎng)度,錨桿直徑,錨桿間排距,巖石性質(zhì)參數(shù)、地應(yīng)力參數(shù)、巷道兒 何參數(shù)7. 說(shuō)明錨注加固結(jié)構(gòu)概念及其支護(hù)機(jī)理.錨噴和注漿的聯(lián)合.支護(hù)機(jī)理： 采用內(nèi)注漿錨桿注漿,可以利用漿液封堵圍巖裂隙,隔絕

13、空氣,預(yù)防圍巖風(fēng) 化,且能預(yù)防圍巖被水浸濕而降低圍巖的本身強(qiáng)度； 注漿后漿液將松散破碎的圍巖膠結(jié)成整體,提升了巖體強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)利用圉巖本 身作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的一局部；且與原巖形成一個(gè)整體,在動(dòng)壓作用下其震動(dòng)頻率與 原巖一致而不易產(chǎn)生破壞； 注漿后使得噴層壁后充填密實(shí),保證荷載能均勻地作用在噴層和支架上,預(yù)防 出現(xiàn)應(yīng)力集中點(diǎn)而首先破壞； 利用內(nèi)注漿錨桿注漿充填圍巖裂隙,配合錨噴支護(hù),可以形成一個(gè)多層有效組 合拱結(jié)構(gòu),即噴網(wǎng)組合拱、錨桿壓縮區(qū)組合拱及漿液擴(kuò)散加固拱,從而擴(kuò)大了支 護(hù)結(jié)構(gòu)的有效承載范圍,提升了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性和承載水平； 注漿后使得作用在拱頂上的壓力能有效地傳遞到兩墻,通過(guò)對(duì)墻的加固,乂能

14、 把荷載傳遞到底板；同時(shí)由于組合拱厚度的加大,又能減小作用在底板上的荷載 集中度,從而減小底板巖石中的應(yīng)力,減弱底板的塑性變形,減輕底股；且底板 的穩(wěn)定,有助于兩墻的穩(wěn)定.在底板及兩墻穩(wěn)定的情況下,又能保持拱頂?shù)姆€(wěn) 定； 注漿加固后能使普通端錨錨桿實(shí)現(xiàn)全長(zhǎng)錨固,從而提升了錨桿的錨固力和可靠 性,保證了支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；且內(nèi)注漿錨桿本身亦為全長(zhǎng)錨固錨桿,它們共同將 多層組合拱聯(lián)成一個(gè)整體,共同承載,提髙了支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性； 注漿使得支護(hù)結(jié)構(gòu)的斷面尺寸加大,這樣圍巖作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載所產(chǎn)生 的彎矩減小,降低了支護(hù)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力.因此,支護(hù)結(jié)構(gòu)能承受 更大的荷載,從而提升了支護(hù)結(jié)構(gòu)的承

15、載水平,擴(kuò)大了支護(hù)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性.8. 說(shuō)明土釘支護(hù)的組成及其作用.土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)包括土體內(nèi)的桿體土釘、面層結(jié)構(gòu)和排防水系統(tǒng)三局部組成.土釘在整個(gè)復(fù)合結(jié)構(gòu)中扮演主要角色,它可以增加復(fù)合體的抗拉、抗剪水平,可 以阻止、推遲和延緩?fù)馏w的塑性流動(dòng)和滑塌.面層噴射混凝土與網(wǎng)可使分布在土體中的土釘共同作用,一旦局部一個(gè)或兒個(gè) 土釘?shù)竭_(dá)了極限狀態(tài),那么推力可以通過(guò)面層轉(zhuǎn)移到其余土釘上去,限制坡面膨脹 和局部塌落,保持坡面的完整性,起護(hù)坡作用,如預(yù)防降雨的沖刷等.土釘加固常常要求配設(shè)排水設(shè)施,以預(yù)防地表水的滲流造成對(duì)噴混凝土的動(dòng)水 壓力,或由于在土釘加固區(qū)域內(nèi)形成飽和土而降低土體強(qiáng)度與土和土釘?shù)慕Y(jié)合 力.9.

16、說(shuō)明土釘支護(hù)加固的根本原理. 土釘加固后可提升土體強(qiáng)度 土釘和面層結(jié)構(gòu)形成新的擋墻結(jié)構(gòu),可以提 供更高的承載水平 使土體處于三向應(yīng)力狀態(tài)10說(shuō)明土釘加固作用的主要特點(diǎn). 土釘是一種被動(dòng)支護(hù) 土釘施工兒乎和土坑開(kāi)挖同步進(jìn)行 布置比擬密集 輔有面板結(jié)構(gòu) 適應(yīng)性強(qiáng),適用面寬 施工工藝簡(jiǎn)單,對(duì)土層擾動(dòng)小,成 本低11說(shuō)明土釘加固結(jié)構(gòu)的破壞形式. 加固體內(nèi)的整體失穩(wěn)破壞 加固體外失穩(wěn)破壞 局部破壞 面層超量變 形12.說(shuō)明土釘加固設(shè)計(jì)與驗(yàn)算的根本內(nèi)容.1土釘墻體穩(wěn)定計(jì)算土釘墻抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算；土釘墻抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算；土釘墻底部地基承載能 力驗(yàn)算.2土釘加固體內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算最危險(xiǎn)滑動(dòng)面滑動(dòng)驗(yàn)算；土釘自身強(qiáng)度

17、驗(yàn)算；面板噴混凝土強(qiáng)度驗(yàn)算.3土釘加固結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要參數(shù)確定需要釆用土釘加固的基坑大小或土坡范圍；確定土釘加固分段施工高度； 土釘?shù)牟贾煤烷g距與方位傾角；確定土釘鋼筋種類、長(zhǎng)度、直徑和其它結(jié)構(gòu) 內(nèi)容；設(shè)計(jì)噴射混凝土和網(wǎng)或其它面板結(jié)構(gòu)以及坡頂防護(hù)；其它防護(hù)水措 施.13簡(jiǎn)要說(shuō)明土釘施工順序.土釘?shù)氖┕ろ権?挖坡到設(shè)計(jì)的階段高度,噴混凝土覆蓋開(kāi)挖坡面,鉆孔并安設(shè) 土釘,根據(jù)土釘要求進(jìn)行注漿,掛網(wǎng),再噴混凝土到設(shè)計(jì)厚度,繼續(xù)下挖重復(fù)上 述工序并到設(shè)計(jì)深度.因此,土釘墻的施工包括以下兒個(gè)方面： 工作面的開(kāi)挖鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層安設(shè)土釘土釘及其防腐邊坡 外表處理量測(cè)和檢測(cè)14. 說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨索按錨固局

18、部的受力狀態(tài)可劃分為幾種類型,并說(shuō)明其主要特 點(diǎn).P75張拉型,壓力型,載荷分散型拉力分散型、壓力分散型、剪力分散型、拉壓交 叉分散型張拉型錨索：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,造價(jià)低.施工簡(jiǎn)單,全長(zhǎng)粘結(jié)式的錨索錨頭失效后仍 可保持預(yù)應(yīng)力的作用.張拉型錨索靠錨索體對(duì)固結(jié)體的張拉作用實(shí)現(xiàn)錨固,因此 容易在自由段與粘結(jié)段界面出現(xiàn)應(yīng)力集中使錨索與固結(jié)材料發(fā)生開(kāi)裂,其至?xí)?此而導(dǎo)致整體錨索失效.壓力型錨索：一方面壓力型錨索的拉力是通過(guò)錨索底部的端部壓板對(duì)漿液固結(jié) 體的壓力實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力,從而產(chǎn)生對(duì)圍巖的約束作用；另一方面壓力線錨索的自由 段套管一直延伸到端部壓板附近.受力狀況要比拉力型更好,工作更可靠.這種 結(jié)構(gòu)可以一次完成

19、全部長(zhǎng)度的灌漿.載荷分散型錨索：對(duì)于一些裂隙發(fā)育或土質(zhì)松軟的地層非常有利,可以預(yù)防固 結(jié)體以及巖土體強(qiáng)度缺乏而造成的破裂,同時(shí),還可以減小加固范圍內(nèi)的巖土體 因受預(yù)應(yīng)力作用而引起的不均勻變形.15. 說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)與普通錨桿支護(hù)的主要區(qū)別.主要區(qū)別在于：預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)與加固是一種真正意義上的主動(dòng)作用,它靠預(yù) 應(yīng)力提供的高抗滑動(dòng)阻力以實(shí)現(xiàn)巖土體的穩(wěn)定；而普通錨桿支護(hù)主要是由巖土體 變形而被動(dòng)地引起錨桿的約束作用實(shí)現(xiàn)巖土體穩(wěn)定.因此,預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)性能 明顯優(yōu)于普通錨桿支護(hù).預(yù)應(yīng)力錨索與普通錨桿的區(qū)別： 由于要施加高預(yù)應(yīng)力,所以錨索在全長(zhǎng)范圍內(nèi)要區(qū)分錨固段和自由段. 錨索承受的載荷預(yù)應(yīng)力更大達(dá)

20、兒萬(wàn)干牛,因此,錨索體通常采用高強(qiáng)高 性能材料,同時(shí)對(duì)錨固力的要求也更大、更可靠,一般錨固段釆用較長(zhǎng)段弱的巖 石中,要求2m以上,土中不超過(guò)10 m的固結(jié),并且通常是全長(zhǎng)灌漿. 錨索加固工程一般規(guī)模相對(duì)較大錨索長(zhǎng)度達(dá)數(shù)十米到百米；錨索加固工程 的效勞壽命也相對(duì)較長(zhǎng),因此,在錨索結(jié)構(gòu)中要求考慮錨索的防腐蝕問(wèn)題. 為了向巖土體內(nèi)傳遞比擬高的載荷作用,在錨頭部位一般設(shè)有專門(mén)的墩座. 為保證錨索或預(yù)應(yīng)力錨桿在錨孔中受力合理,要使其在長(zhǎng)度范圍內(nèi)能對(duì)中就 位,因此,在錨索上設(shè)有對(duì)中支架. 由于錨索施工規(guī)模相比照擬大,預(yù)應(yīng)力和承載力高,預(yù)應(yīng)力施加要求嚴(yán)格, 因此施工機(jī)具和施工質(zhì)量要求要有比擬可靠的保證.16

21、. 說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨索作用的根本原理及主要破壞形式.根本原理：通過(guò)對(duì)錨索體的張拉,形成對(duì)周圍材料巖土體或地層的壓力作用 以提升巖土體包括可能出現(xiàn)的滑動(dòng)面上抗破壞水平；同時(shí),當(dāng)巖土體有可能 出現(xiàn)拉應(yīng)力時(shí)被這局部壓力作用所抵消,可以減少巖土體內(nèi)的拉應(yīng)力.因此,巖 土體處于預(yù)應(yīng)力作用狀態(tài)將大大提升巖土體的強(qiáng)度值.破壞形式： 錨索體與注漿固結(jié)體之間的剪切或拉伸破壞.主要指錨索與固結(jié)體之間由于粘 結(jié)強(qiáng)度不夠,或者粘結(jié)界面處應(yīng)力過(guò)于集中面造成的. 注漿固結(jié)體與巖土界面之間的剪切破壞.在軟弱地層中由于其強(qiáng)度不夠或者應(yīng) 力集中過(guò)于嚴(yán)重,使固結(jié)體與地層界面發(fā)生脫離,并經(jīng)常是伴隨有巖土體局部破 碎和塌落.這種破壞要考

22、慮巖土的抗剪強(qiáng)度. 地層在預(yù)應(yīng)力或地層載荷作用下的剪切破壞.在預(yù)應(yīng)力或地層載荷作用下出現(xiàn) 有錨固段附近地層的錐狀剪切漏斗式的破裂.這種破壞一般是由于錨固深度不 夠,巖土地層的抗拉拔水平缺乏而形成的拔出漏斗式破壞. 體材料的斷裂破壞.索體斷裂情況比擬復(fù)雜.大致可能分為兩種情況,一種是 錨索材料強(qiáng)度缺乏造成的加采用的索體材料強(qiáng)度偏低、地層壓力或地層變形過(guò) 大、索體受損等；另一種可能是預(yù)應(yīng)力過(guò)高造成的.過(guò)高的預(yù)應(yīng)力使地層受力作 用和錨索內(nèi)的應(yīng)力不協(xié)調(diào),從而造成錨索在工作過(guò)程中發(fā)生斷裂破壞. 固結(jié)漿體在錨索的拉力或壓力作用下破壞.因錨固段固結(jié)漿體的強(qiáng)度低,或 是由于在后續(xù)的地層壓力作用下引起較高應(yīng)力集

23、中,從而使固結(jié)漿體形成拉或壓 破裂. 巖土體的整體破壞.由于整體支護(hù)水平不夠,出現(xiàn)錨索群的破壞,使巖土體 在較大范圍內(nèi)失穩(wěn).17說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)計(jì)的根本內(nèi)容與方法.P83錨索設(shè)計(jì)的根本內(nèi)容有:錨固力大小和預(yù)應(yīng)力值,固結(jié)長(zhǎng)度和錨索整體長(zhǎng)度錨 固深度與錨索自由段長(zhǎng)度,索體材料確實(shí)定及其構(gòu)成和相應(yīng)的截面積、錨頭設(shè)計(jì) 等.方法：錨固力大小可以由兩種方法來(lái)確定：一種是類似土釘?shù)脑O(shè)計(jì)方法,根據(jù) 地層滑動(dòng)的最小穩(wěn)定性系數(shù),比擬所需要的穩(wěn)定性系數(shù),通過(guò)錨索的錨固力來(lái)實(shí) 現(xiàn)地層穩(wěn)定并滿足設(shè)計(jì)要求所需要的穩(wěn)定性系數(shù)；另一種是采用工程類比法確 定.18. 簡(jiǎn)要說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨索施工的主要程序與要求.預(yù)應(yīng)力錨索施工的根本

24、程序包括：造孔、編束、錨索安裝、注漿固結(jié)、張拉、錨 頭固結(jié)和防護(hù)等. 對(duì)鉆孔的質(zhì)量要求主要是保證長(zhǎng)度、孔徑、孔的角度和軸線的偏差. 編束的方法,那么隨錨束斷面的型式不同而各異.錨固段與錨頭的制作,更是隨 錨束的不同類型而各不相同. 錨索安設(shè)的主要質(zhì)量間題是應(yīng)保持錨索在錨孔中的平直、均勻,待別是在自由 段和固結(jié)段之間不應(yīng)有嚴(yán)重的彎曲. 注漿漿液性質(zhì)的根本要求是漿液的強(qiáng)度和稠度,即水灰比. 預(yù)應(yīng)力張拉要在注漿固結(jié)體具有足夠強(qiáng)度30 MPa后才可進(jìn)行.張拉施工應(yīng) 盡量采用單根對(duì)稱鋼紋線錨索、分級(jí)逐步施加、慢加載的方法. 索體材料的防護(hù)和臨時(shí)性防護(hù)包括在索體上加金屬鍍層、涂有機(jī)質(zhì)涂料、改 變周圍介質(zhì)性

25、能等,而永久性防護(hù)那么以水泥封灌為主口.19. 說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力損失的原因. 張拉過(guò)程的損失 鎖定過(guò)程的損失 松弛和徐變?cè)斐傻膿p失 其他因素：材質(zhì)變化銹蝕、環(huán)境因素溫度、介質(zhì)受震動(dòng)或沖擊、載 荷因素外荷載變化、盈應(yīng)力調(diào)整等20. 說(shuō)明超前錨桿和小導(dǎo)管注漿技術(shù)的適用條件及施工工藝要求.P94小導(dǎo)管注漿方法主要適用于：自穩(wěn)時(shí)間短的軟弱破碎帶、淺埋軟弱圍巖和嚴(yán)重偏 壓、砂層、砂卵石層、斷層破碎帶以及大面積淋水或涌水的隧道.對(duì)結(jié)構(gòu)頂部處 于亞粘土、粉細(xì)砂、中粗砂等地質(zhì)松軟、空隙較大的地層更為適用,效果明顯.小導(dǎo)管施工工藝：a. 布孔.根據(jù)小導(dǎo)管的施工設(shè)計(jì)和開(kāi)挖斷面的中線,對(duì)拱頂外輪廓線中央

26、高程和 支距進(jìn)行布孔放樣,并以插釬作為標(biāo)記限制小導(dǎo)管的間距.b. 成孔.首先架設(shè)方向架,確定打孔方向、位置和仰角,然后依據(jù)不同地質(zhì)條 件,采用不同成孔設(shè)備打孔:一般砂層可用20 mm管以壓力風(fēng)吹孔;粉細(xì)砂、亞粘 土可采用風(fēng)鎬推進(jìn)導(dǎo)管;粘土層可采用煤電鉆鉆孔;在土夾石、風(fēng)化巖可使用液壓 或風(fēng)槍打眼成孔.孔方向要求順直,不得彎曲和塌孔等.c. 插管.安設(shè)小導(dǎo)管時(shí)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)管孔的方向和角度,必要時(shí)使液壓或風(fēng)動(dòng)推進(jìn)器將 導(dǎo)管推人,并力求導(dǎo)管尾端在同一剖面且外露長(zhǎng)度以30 cm為宜.d. 封口.噴混凝土 5、8cm厚度,對(duì)管尾周圍應(yīng)增強(qiáng)封閉.21說(shuō)明管棚式支護(hù)適用條件及設(shè)計(jì)要求.P97管棚超前支護(hù)特別適用于

27、在工程下方進(jìn)行工程施工的情況,主要包括下屬場(chǎng)合： 作為公路、鐵路下方修建隧道的輔助工法；作為在地中及地下結(jié)構(gòu)物下方修 建隧道的輔助工法；作為修建大斷面隧道施工的輔助工法；作為隧道洞口段施工的輔助工法； 作為其他施工的輔助工法,如托底、盾構(gòu)基地防護(hù)等.管棚施工設(shè)計(jì)步驟是結(jié)合地層和結(jié)構(gòu)外形情況先確定布置外形,計(jì)算承受總壓力,設(shè)計(jì)管棚長(zhǎng)度,然后結(jié)合管徑按強(qiáng)度計(jì)算間距(管棚數(shù)量),并用穩(wěn)定性(撓度)驗(yàn)證.22說(shuō)明預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁技術(shù)的適用條件及技術(shù)特點(diǎn).適用條件：防治高邊坡滑坡的過(guò)程中,以及在建筑物可能發(fā)生滑動(dòng)時(shí),采用抗 滑樁技術(shù)來(lái)加固邊坡,實(shí)現(xiàn)邊坡的穩(wěn)定.技術(shù)特點(diǎn)：抗滑樁技術(shù)具有抗滑水平強(qiáng),開(kāi)挖和混

28、凝土工程量小,且不會(huì)惡化 原有的地質(zhì)條件,樁位設(shè)置靈活,對(duì)保證工程質(zhì)量,加快施工進(jìn)度,縮短工期和 節(jié)約投資均具有顯著作用.23簡(jiǎn)要說(shuō)明巖土注漿對(duì)注漿材料的主要要求.(1) 漿液的初始黏度要低、流動(dòng)性好、可注性強(qiáng),能滲透到細(xì)小的裂隙或孔隙 內(nèi)；(2) 凝膠時(shí)間可以在兒秒至數(shù)小時(shí)范圍內(nèi)任意調(diào)整,并能準(zhǔn)確限制；(3) 穩(wěn)定性好,在常溫、常壓下較長(zhǎng)時(shí)間存放不改變其根本性質(zhì),存放不受溫 度、濕度變化的影響；(4) 無(wú)毒、無(wú)臭,不污染環(huán)境,對(duì)人體無(wú)害,屬非易燃和易爆品；(5) 漿液對(duì)注漿設(shè)備、管路、混凝土結(jié)構(gòu)物等無(wú)腐蝕性,并容易清洗；(6) 漿液固化時(shí)無(wú)收縮現(xiàn)象,固化后與巖土體和混凝土等有一定的粘結(jié)力；(

29、7) 結(jié)石體具有一定的抗壓、抗拉強(qiáng)度,抗?jié)B性好,抗沖刷及耐老化性能好；(8) 材料來(lái)源豐富,價(jià)格廉價(jià)；(9) 配制方便,操作簡(jiǎn)單.24. 說(shuō)明水泥類漿液的主要特點(diǎn)和開(kāi)展趨勢(shì).特點(diǎn)：水泥漿材結(jié)石體強(qiáng)度高,造價(jià)低廉,材料來(lái)源豐富,漿液配制方便,操 作簡(jiǎn)單,是使用量最大的漿材.但由于普通水泥顆粒較大,這種將夜一般只能注 入到直徑或?qū)挾却笥诘目障痘蛄严吨?因此,使用上受到一定限制.開(kāi)展趨勢(shì)：改善現(xiàn)有注漿材料和研制新的注漿材料(超細(xì)水泥的研究、有機(jī)物 作為膠凝劑),推出低毒或無(wú)毒、高性能的改良型漿材.25. 說(shuō)明水玻璃類漿液的主要特點(diǎn).由于水玻璃來(lái)源豐富,價(jià)格較低,污染較小,加之各種固化劑的不斷出現(xiàn),使

30、水 玻璃漿液性能不斷改良.但在應(yīng)用水玻璃是應(yīng)注意以下兒點(diǎn)： 漿液凝膠后能釋放一定量的鈉離子,它雖無(wú)毒,但對(duì)地下水有污染. 由于硅膠具有粘塑性質(zhì),注漿后承受長(zhǎng)期荷載時(shí),其強(qiáng)度有所降低.因此,當(dāng) 用水玻璃類漿液加固沙土?xí)r,應(yīng)充分考慮加固體的蠕變性質(zhì). 酸性水玻璃漿液在含水量較高的土質(zhì)中適用時(shí),PH值容易受到地下水稀釋的 影響,其結(jié)果是較難把握準(zhǔn)確的凝膠時(shí)間.26. 說(shuō)明有機(jī)注漿材料的主要特點(diǎn).P1421丙烯酰胺類漿液：漿液粘度小,與水接近,具有良好的可注性；凝 膠時(shí)間可新婚卻的限制在兒秒至兒十分鐘之間；凝膠體抗?jié)B性好；凝膠體抗 壓強(qiáng)度較低,僅適用于防滲注漿；丙凝漿液及凝膠體耐久性較差,且具有一定

31、的毒性；價(jià)格較貴,材料來(lái)源也較少；與鐵質(zhì)易起化學(xué)作用,有腐蝕性.2木質(zhì)素類漿液：鋸木素漿液：固化劑是重洛酸鈉,毒性較大,難以 大規(guī)模使用；硫木素漿液：過(guò)硫酸讓完全代替重銘酸鈉,低毒、無(wú)毒,是一種 很有開(kāi)展前途的注漿材料.3聚氨酯類漿液：漿液注入地層后與水發(fā)生反響生成聚氨酯泡沫體,起 加固地基和防滲堵水作用.4服醛樹(shù)脂類漿液：具有水溶性、強(qiáng)度高但較脆、材料來(lái)源豐富、 價(jià)格廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn),但其強(qiáng)度變化較大,質(zhì)量不夠穩(wěn)定,不能長(zhǎng)期存放,且必須在 酸性介質(zhì)中固化,對(duì)設(shè)備有腐蝕,對(duì)人體不平安.因此,其適用范圍受到了限 制.5其他有機(jī)類注漿材料：環(huán)氧樹(shù)脂類漿液、糠醛樹(shù)脂類漿液、甲凝漿 液、丙強(qiáng)漿液、聚醛樹(shù)脂類

32、漿液.27. 如何選擇適宜的注漿材料.28說(shuō)明巖土壓密注漿和劈裂注漿的概念及關(guān)系.壓密注漿是通過(guò)漿泡擠壓相鄰?fù)馏w到達(dá)加固的目的,而劈裂注漿那么是通過(guò)漿脈來(lái) 擠壓和加固臨近土體.關(guān)系：在壓密注漿過(guò)程中,必須采用稠漿快速注入方法.然而在實(shí)際工程中,經(jīng) 常發(fā)生稠漿堵塞輸漿管現(xiàn)象.當(dāng)采用稀漿沖洗時(shí),會(huì)出現(xiàn)注漿壓力忽然下降現(xiàn) 象,壓密注漿已轉(zhuǎn)化為劈裂注漿.然而,在劈裂注漿過(guò)程中,土體一旦開(kāi)裂,即 使將稀漿改用稠漿,劈裂注漿也不會(huì)轉(zhuǎn)化為壓密注漿.壓密注漿的注漿壓力對(duì) 土體產(chǎn)生擠壓作用,只使?jié){體周圍土體發(fā)生塑性變形,遠(yuǎn)區(qū)土體發(fā)生彈性變形, 而不是使土體發(fā)生水力劈裂,這是壓密注漿與劈裂注漿的根本區(qū)別之點(diǎn).29

33、.說(shuō)明裂隙巖體水泥注漿的流動(dòng)機(jī)理.P1591水泥漿液的流動(dòng)沉積特性：在靜止?fàn)顟B(tài)和層流狀態(tài),水泥沉淀速度最 快,過(guò)渡態(tài)次之,紊流最慢.一般在鉆孔附近呈紊流狀態(tài),遠(yuǎn)離鉆孔為層流狀 態(tài).因此,水泥漿在層流段沉積.2水泥注漿的充填過(guò)程：從沉積點(diǎn)開(kāi)始,水泥顆粒將陸續(xù)地從漿液中被 別離出來(lái),在巖縫中形成一個(gè)不斷加厚的“脊背,逐步縮小脊背的寬度.3水泥漿液在巖體裂隙內(nèi)的沉積排水機(jī)理：水將水泥顆粒載運(yùn)到預(yù)定的 地點(diǎn)后,多余的水分就應(yīng)排除,排除方式：固結(jié)排水論和流動(dòng)沉積理論.30說(shuō)明注漿加固設(shè)計(jì)的主要程序及需要確定的主要參數(shù).程序：注漿工程調(diào)查、注漿加固試驗(yàn)、注漿加固參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)：注漿加固范圍、注漿量、注漿壓力

34、、注漿孔距31. 說(shuō)明高壓噴射注漿技術(shù)的特點(diǎn)及適用條件.1特點(diǎn)： 高噴法是利用高速水流強(qiáng)制性地破壞土體形成固結(jié)體,在覆蓋層中一般不存 在可注性問(wèn)題； 由于高速射流被限制在土體破碎范圍內(nèi),因此,漿液不易流失,能保證預(yù)期 的加固范圍和限制固結(jié)體的形狀； 改變注漿材料和施工方法,可以使土體到達(dá)不同的強(qiáng)度或抗?jié)B性能的要求； 高噴法通常采用水泥漿液,不會(huì)造成環(huán)境和地下水的污染,且耐久性較好； 能在鉆孔中任何一段內(nèi)施工,也可以在孔底或中部噴射,此外,也可以水平 方向噴射和傾斜方向噴射施工； 施工噪音較小,單管和二管法施工較簡(jiǎn)單方便.2適用條件：主要適用于軟弱土層,如第四紀(jì)沖擊層、殘積層及人工填土等. 對(duì)于

35、砂類土、粘性土、黃土和淤泥等都能用高壓噴射注漿法加固,此種方法解決 了小顆粒土不易注漿加固的難題.32. 說(shuō)明地下工程圍巖穩(wěn)定性分析中普氏理論與太沙基理論的異同點(diǎn).P25-261普氏壓力拱理論：認(rèn)為,對(duì)于松散體圍巖的矩形或梯形巷道在頂板發(fā)生 冒落后,頂板局部會(huì)出現(xiàn)拋物線形狀的平衡拱.因此,支護(hù)所需要支撐的巖石就 是冒落拱內(nèi)的巖石重量.確定冒落拱的位置和大小,就可以確定支撐的作用.2太沙基理論：假設(shè)：在矩形巷道頂部沿巷道兩幫出現(xiàn)滑動(dòng)滑動(dòng)界 面,一直到地表.根據(jù)滑動(dòng)體的重力與滑動(dòng)界面的阻力建立平衡方程.3異同點(diǎn)：普氏理論沒(méi)有考慮地表界面問(wèn)題,因此,這是深埋問(wèn)題,且普 氏理論的結(jié)果和埋深沒(méi)有關(guān)系.太

36、沙基公式討論了地表附加荷載的影響,它可以 用在淺埋情況也可以用于深埋.當(dāng)討論的埋深足夠深時(shí),太沙基公式和普氏 公式是一致的.三、論述題1. 闡述巖土錨固技術(shù)的現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題及開(kāi)展趨勢(shì).1開(kāi)展概況： 對(duì)錨固機(jī)理的熟悉：傳統(tǒng)支撐式結(jié)構(gòu)一錨桿支護(hù)是一種內(nèi)部加固圍巖的支護(hù)結(jié) 構(gòu)； 標(biāo)準(zhǔn)化工作：制定了各種錨桿施工和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)； 錨桿錨固力顯著提升：高強(qiáng)速凝粘結(jié)技術(shù)； 高強(qiáng)錨桿桿體材料應(yīng)用：木、竹錨桿等低強(qiáng)度材料一高強(qiáng)鋼筋、鋼絲等高性能 材料； 施工機(jī)具的完善與進(jìn)步：大功率、全套性施工設(shè)備； 預(yù)應(yīng)力錨桿的應(yīng)用 錨桿與其它支護(hù)形式的結(jié)合2錨固技術(shù)存在的問(wèn)題與開(kāi)展趨勢(shì)： 錨固機(jī)理的熟悉亟待提升：目前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

37、主要是經(jīng)驗(yàn)性的,設(shè)計(jì)和施工還有 許多盲目性； 錨固理論的研究應(yīng)充分強(qiáng)調(diào)與實(shí)踐相結(jié)合：施工過(guò)程對(duì)施工效果的影響的研究 兒乎空白； 保證施工質(zhì)量：在施工質(zhì)量上一方面涉及工程事故問(wèn)題,另一方面當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題 時(shí)甚至還難以分清是質(zhì)量問(wèn)題還是設(shè)計(jì)問(wèn)題； 監(jiān)測(cè)反響作用的發(fā)揮：施工和治理人員的理論水平偏低,對(duì)檢測(cè)的熟悉缺乏, 且缺少正確的知道方法.總之,錨固技術(shù)還有許多提升的空間,它在巖土工程中的應(yīng)用范圍和地位也會(huì)隨 著錨固技術(shù)水平的提升而不斷地?cái)U(kuò)大和開(kāi)展.2. 簡(jiǎn)述巖石錨桿支護(hù)的主要作用原理,并對(duì)不同支護(hù)原理進(jìn)行分析評(píng)價(jià).1傳統(tǒng)的巷隧道錨桿支護(hù)原理： 懸吊理論：認(rèn)為是通過(guò)錨桿將巷道周圍的破碎巖石懸吊在更深部比

38、擬穩(wěn)定的 巖石上,從而使軟弱巖層穩(wěn)定.破碎巖石 組合梁理論：當(dāng)頂板巖石是層狀分布時(shí),頂板巖石就像假設(shè)干層梁一樣,錨桿 可以把分層的梁組合成單根梁.層狀頂板巖石 減跨理論：由于錨桿的作用,跨度為L(zhǎng)的頂板巖梁成為n+1跨的連續(xù) 梁,既減小跨度,也優(yōu)化了梁結(jié)構(gòu).層狀頂板巖石 組合拱理論：對(duì)于拱形斷面巷道,通過(guò)錨桿的預(yù)緊力作用,在錨桿的兩端將 形成壓縮的錐形體,當(dāng)錨桿布置在拱形巷道周圍并且尺寸適宜時(shí),這些錐形體將 相互重疊而形成拱形壓縮帶稱為壓縮拱,此壓縮拱可以承受外面?zhèn)鱽?lái)的荷 載.評(píng)價(jià)：上述理論分析相比照擬簡(jiǎn)單,但只反映了錨桿作用的外表和直觀現(xiàn)象, 缺乏內(nèi)在原因的分析.主要表現(xiàn)在： 以巖梁或巖石拱承載,另有外載荷作用的分析方法,是基于將承載體和施力