煤礦錨桿（索）拉拔試驗(yàn)方法,吳 宇,中國礦業(yè)大學(xué) 二一五年十一月,1.1錨桿拉拔試驗(yàn),錨桿拉拔試驗(yàn)屬于傳統(tǒng)的錨桿錨固質(zhì)量靜力法檢測。 進(jìn)行拉拔試驗(yàn)時(shí)，將液壓千斤頂放在托板和螺母之間，擰緊螺母，施加一定的預(yù)應(yīng)力，然后用手動(dòng)液壓泵加壓，同時(shí)記錄液壓表和位移計(jì)上的對(duì)應(yīng)度數(shù)，當(dāng)壓力或者位移讀數(shù)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，或者當(dāng)壓力計(jì)讀數(shù)下降而位移計(jì)讀數(shù)迅速增大時(shí)，停止加壓，測試后，可整理出錨桿的荷載-位移曲線，進(jìn)而分析得出錨桿的錨固質(zhì)量。,錨桿試驗(yàn)荷載位移曲線,基本規(guī)定,驗(yàn)收試驗(yàn)錨桿的數(shù)量應(yīng)取錨桿總數(shù)的3%，且不得少于3根。,錨桿拉拔試驗(yàn),錨桿錨固段漿體強(qiáng)度達(dá)到15MPa或達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)的時(shí)75%可進(jìn)行錨桿試驗(yàn)。,加載裝置(千斤頂、油泵)的額定壓力必須大于試驗(yàn)壓力，且試驗(yàn)前應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。,加荷反力裝置的承載力和剛度應(yīng)滿足最大試驗(yàn)荷載要求。,計(jì)量儀表(測力計(jì)、位移計(jì))等應(yīng)滿足測試要求的精度。,基本試驗(yàn)和蠕變?cè)囼?yàn)錨桿數(shù)量不應(yīng)少于3根，且試驗(yàn)錨桿材料尺寸及施工工藝應(yīng)與工程錨桿相同。,2.1 錨桿拉拔試驗(yàn),1.1錨桿拉拔試驗(yàn),基本試驗(yàn),錨桿拉拔試驗(yàn)分為基本試驗(yàn)、驗(yàn)收試驗(yàn)和蠕變?cè)囼?yàn)。,錨桿拉拔試驗(yàn),基本試驗(yàn)最大的試驗(yàn)荷載不宜超過錨桿桿體承載力標(biāo)準(zhǔn)值的0.9倍。,錨桿基本試驗(yàn)應(yīng)采用循環(huán)加、卸荷載法，加荷等級(jí)與錨頭位移測讀間隔時(shí)間應(yīng)按表6.2-1確定。,2.1 錨桿拉拔試驗(yàn),1.1錨桿拉拔試驗(yàn),基本試驗(yàn),錨桿破壞標(biāo)準(zhǔn) 后一級(jí)荷載產(chǎn)生的錨頭位移增量達(dá)到或超過前一級(jí)荷載產(chǎn)生位移增量的2倍時(shí)； 錨頭位移不穩(wěn)定； 錨桿桿體拉斷。,試驗(yàn)結(jié)果宜按循環(huán)荷載與對(duì)應(yīng)的錨頭位移讀數(shù)列表整理，并繪制錨桿荷載位移(Q-s)曲線，錨桿荷載彈性位移(Q-se)曲線和錨桿荷載塑性位移(Q-sp)曲線。,錨桿彈性變形不應(yīng)小于自由段長度變形計(jì)算值的80%，且不應(yīng)大于自由段長度與1/2錨固段長度之和的彈性變形計(jì)算值。,錨桿極限承載力取破壞荷載的前一級(jí)荷載，在最大試驗(yàn)荷載下未達(dá)到3規(guī)定的破壞標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，錨桿極限承載力取最大荷載。,1.1錨桿拉拔試驗(yàn),驗(yàn)收試驗(yàn),錨桿拉拔試驗(yàn),最大試驗(yàn)荷載應(yīng)取錨桿軸 向受拉承載力設(shè)計(jì)值Nu,錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)加荷等級(jí)及錨頭位移 測讀間隔時(shí)間應(yīng)符合下列規(guī)定：, 初始荷載宜取錨桿軸向拉力設(shè)計(jì)值的0.1倍； 加荷等級(jí)與觀測時(shí)間宜按表6.2-2規(guī)定進(jìn)行； 在每級(jí)加荷等級(jí)觀測時(shí)間內(nèi)，測讀錨頭位移不應(yīng)少于3次； 達(dá)到最大試驗(yàn)荷載后觀測15min，卸荷至0.1Nu并測讀錨頭位移。,1.1錨桿拉拔試驗(yàn),驗(yàn)收試驗(yàn),錨桿拉拔試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果宜按每級(jí)荷載對(duì)應(yīng)的錨頭位移列表整理，并繪制錨桿荷載位移(Q-s)曲線。,錨桿驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn), 在最大試驗(yàn)荷載作用 下，錨頭位移相對(duì)穩(wěn)定； 應(yīng)符合基本試驗(yàn)第5 條規(guī)定。,1.1錨桿拉拔試驗(yàn),蠕變?cè)囼?yàn),錨桿拉拔試驗(yàn),（1）錨桿蠕變?cè)囼?yàn)加荷等級(jí)與觀測時(shí)間應(yīng)滿足表6.2-3的規(guī)定，在觀測時(shí)間內(nèi)荷載應(yīng)保持恒定。,（2）每級(jí)荷載按時(shí)間間隔1、2、3、4、5、10、15、20、30、45、60、75、910min記錄蠕變量。 （3）試驗(yàn)結(jié)果宜按每級(jí)荷載在觀測時(shí)間內(nèi)不同時(shí)段的蠕變量列表整理，并繪制蠕變量-時(shí)間對(duì)數(shù)曲線，蠕變系數(shù)可由下式計(jì)算：,(4) 蠕變?cè)囼?yàn)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為最后一級(jí)荷載作用下的蠕變系數(shù)小于2.0mm,2.1 錨桿拉拔試驗(yàn),1.1錨桿拉拔試驗(yàn),錨桿施工質(zhì)量檢測儀器,錨桿拉拔試驗(yàn),對(duì)錨桿施工質(zhì)量最主要的是拉拔試驗(yàn)。,錨桿測力計(jì)是進(jìn)行拉拔試驗(yàn)和對(duì)錨桿施加預(yù)應(yīng)力的主要工具。,1 錨桿拉拔試驗(yàn),驗(yàn)證試驗(yàn),錨索拉拔試驗(yàn),預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn)也有三種，分別為：驗(yàn)證試驗(yàn)、適應(yīng)性試驗(yàn)和驗(yàn)收試驗(yàn)。,該試驗(yàn)至少試驗(yàn)三根錨索，且最好與工作錨索在相同的地層中進(jìn)行。 1 最大控制荷載,為了安全，最大試驗(yàn)荷載應(yīng)不大于錨索體材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值 的80。,2 荷載與位移 每次荷載應(yīng)保持不少于1min的穩(wěn)定時(shí)間，對(duì)于峰值荷載穩(wěn)定時(shí)間應(yīng)不少于15min，且隔5min測讀一次位移。,2 錨索拉拔試驗(yàn),預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),2 錨索拉拔試驗(yàn),錨索拉拔試驗(yàn),對(duì)于有豐富錨固經(jīng)驗(yàn)的地層，第一循環(huán)可允許把錨索的荷載加至,荷載增量可增加至,2 錨索拉拔試驗(yàn),預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),3 荷載時(shí)間關(guān)系的觀測,2.2 預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),2 錨索拉拔試驗(yàn),預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),4 位移與時(shí)間關(guān)系的觀測,當(dāng)排除了溫度、結(jié)構(gòu)位移、錨索體蠕變后位移任未達(dá)到穩(wěn)定值，上述試驗(yàn)應(yīng)予延長，其觀測時(shí)間約7d一次，觀測期直到位移為常值或已達(dá)到30d(取兩者之小值)。,2 錨索拉拔試驗(yàn),錨索拉拔試驗(yàn),5 錨索體自由長度,使用材料試驗(yàn)得到的彈性模量，考慮溫度、錨頭放置和其他位移的影響，利用在 區(qū)段錨索的荷載與彈性變形曲線，即可計(jì)算出顯性錨索體自由段長度。,2 錨索拉拔試驗(yàn),預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),6 錨索評(píng)價(jià),通過驗(yàn)證試驗(yàn)，當(dāng)符合以下各項(xiàng)條件時(shí)，即可認(rèn)為錨索合格： (1) 顯性自由段限值 計(jì)算出的顯性自由段長度不小于設(shè)計(jì)值的90且不大于設(shè)計(jì)自由段加上1/2錨固段長度之和。當(dāng)觀測的自由段長度在上述限值之外時(shí)，應(yīng)進(jìn)行另外兩輪循環(huán)的加載(加載至驗(yàn)證試驗(yàn)荷載)來觀測荷載與位移關(guān)系的重復(fù)性，如果錨索任處于彈性狀態(tài)，也認(rèn)為錨索合格。,當(dāng)考慮了溫度，結(jié)構(gòu)移動(dòng)和錨索體蠕變后，觀測的位移速率應(yīng)不大于,(初始鎖定荷載損失為1時(shí)對(duì)應(yīng)的錨索位移量)。,(2) 預(yù)應(yīng)力損失速率 當(dāng)考慮了溫度，結(jié)構(gòu)移動(dòng)和錨索松弛后，觀測的鎖定荷載損失速率應(yīng)小于1。,(3) 位移速率,2 錨索拉拔試驗(yàn),適應(yīng)性試驗(yàn),錨索拉拔試驗(yàn),通過驗(yàn)證試驗(yàn)后的錨索在使用前應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場適應(yīng)性試驗(yàn)，以檢查錨索在特定現(xiàn)場條件下的適應(yīng)性。試驗(yàn)錨索一般不少于3根。,1 荷載取值,2 荷載增量與位移,對(duì)于單根張拉的分散型錨索，在5min和15min的時(shí)間間隔內(nèi)一般不易讀到其位移的整體變化，因此應(yīng)監(jiān)測荷載的波動(dòng)情況。,臨時(shí)錨索 永久錨索 適應(yīng)性試驗(yàn)采用的荷載增量和時(shí)間間隔,2 錨索拉拔試驗(yàn),適應(yīng)性試驗(yàn),3 荷載合格的判定方法,若考慮溫度變化、錨固結(jié)構(gòu)位移后，驗(yàn)證荷載在15min內(nèi)降低不超過5%，可以認(rèn)為錨索合格，若觀測的荷載有較大的損失，則應(yīng)對(duì)錨索進(jìn)行另外兩輪的加載循環(huán)且觀測其性能，如果在后兩輪的加載循環(huán)時(shí)荷載的損失均未超過5，也可認(rèn)為錨索合格。,4 位移蠕變合格判定,可用千斤頂維持荷載15min后，記錄錨頭的位移，若蠕變不超過,，認(rèn)為錨索合格，否則，按上一條規(guī)定做進(jìn)一步試驗(yàn)。,2.2 預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),2 錨索拉拔試驗(yàn),適應(yīng)性試驗(yàn),5 鎖定荷載的觀測時(shí)間,2 錨索拉拔試驗(yàn),適應(yīng)性試驗(yàn),6 鎖定荷載下的位移與時(shí)間,7 顯性自由段長度,8 錨索的評(píng)價(jià),按驗(yàn)證試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，評(píng)價(jià)錨索。,2 錨索拉拔試驗(yàn),驗(yàn)收試驗(yàn),預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),檢查數(shù)量一般為錨索數(shù)量的5%10%。,1 驗(yàn)證荷載取值,2 荷載增量與進(jìn) 時(shí)間隔的確定,2 錨索拉拔試驗(yàn),驗(yàn)收試驗(yàn),使用相對(duì)精度為0.5%的精確量測設(shè)備，可在5min、15min、50min時(shí)觀測鎖定荷載。,3 驗(yàn)證荷載的觀測時(shí)間,驗(yàn)證荷載的觀測時(shí)間與現(xiàn)場適應(yīng)性試驗(yàn)相同。,4 位移合格判定,與現(xiàn)場適應(yīng)性試驗(yàn)相同。,5 按荷載判定錨 索合格的標(biāo)準(zhǔn),2 錨索拉拔試驗(yàn),驗(yàn)收試驗(yàn),預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),7 顯性自由段長度,6 按位移錨索合格的標(biāo)準(zhǔn),2 錨索拉拔試驗(yàn),驗(yàn)收試驗(yàn),預(yù)應(yīng)力錨索拉拔試驗(yàn),通過試驗(yàn)的錨索，只要符合以下條件之一，即可認(rèn)為錨索合