煤礦錨桿（索）拉拔試驗方法,吳 宇,中國礦業大學 二一五年十一月,1.1錨桿拉拔試驗,錨桿拉拔試驗屬于傳統的錨桿錨固質量靜力法檢測。 進行拉拔試驗時，將液壓千斤頂放在托板和螺母之間，擰緊螺母，施加一定的預應力，然后用手動液壓泵加壓，同時記錄液壓表和位移計上的對應度數，當壓力或者位移讀數達到預定值時，或者當壓力計讀數下降而位移計讀數迅速增大時，停止加壓，測試后，可整理出錨桿的荷載-位移曲線，進而分析得出錨桿的錨固質量。,錨桿試驗荷載位移曲線,基本規定,驗收試驗錨桿的數量應取錨桿總數的3%，且不得少于3根。,錨桿拉拔試驗,錨桿錨固段漿體強度達到15MPa或達到設計強度等級的時75%可進行錨桿試驗。,加載裝置(千斤頂、油泵)的額定壓力必須大于試驗壓力，且試驗前應進行標定。,加荷反力裝置的承載力和剛度應滿足最大試驗荷載要求。,計量儀表(測力計、位移計)等應滿足測試要求的精度。,基本試驗和蠕變試驗錨桿數量不應少于3根，且試驗錨桿材料尺寸及施工工藝應與工程錨桿相同。,2.1 錨桿拉拔試驗,1.1錨桿拉拔試驗,基本試驗,錨桿拉拔試驗分為基本試驗、驗收試驗和蠕變試驗。,錨桿拉拔試驗,基本試驗最大的試驗荷載不宜超過錨桿桿體承載力標準值的0.9倍。,錨桿基本試驗應采用循環加、卸荷載法，加荷等級與錨頭位移測讀間隔時間應按表6.2-1確定。,2.1 錨桿拉拔試驗,1.1錨桿拉拔試驗,基本試驗,錨桿破壞標準 后一級荷載產生的錨頭位移增量達到或超過前一級荷載產生位移增量的2倍時； 錨頭位移不穩定； 錨桿桿體拉斷。,試驗結果宜按循環荷載與對應的錨頭位移讀數列表整理，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。,錨桿彈性變形不應小于自由段長度變形計算值的80%，且不應大于自由段長度與1/2錨固段長度之和的彈性變形計算值。,錨桿極限承載力取破壞荷載的前一級荷載，在最大試驗荷載下未達到3規定的破壞標準時，錨桿極限承載力取最大荷載。,1.1錨桿拉拔試驗,驗收試驗,錨桿拉拔試驗,最大試驗荷載應取錨桿軸 向受拉承載力設計值Nu,錨桿驗收試驗加荷等級及錨頭位移 測讀間隔時間應符合下列規定：, 初始荷載宜取錨桿軸向拉力設計值的0.1倍； 加荷等級與觀測時間宜按表6.2-2規定進行； 在每級加荷等級觀測時間內，測讀錨頭位移不應少于3次； 達到最大試驗荷載后觀測15min，卸荷至0.1Nu并測讀錨頭位移。,1.1錨桿拉拔試驗,驗收試驗,錨桿拉拔試驗,試驗結果宜按每級荷載對應的錨頭位移列表整理，并繪制錨桿荷載位移(Q-s)曲線。,錨桿驗收標準, 在最大試驗荷載作用 下，錨頭位移相對穩定； 應符合基本試驗第5 條規定。,1.1錨桿拉拔試驗,蠕變試驗,錨桿拉拔試驗,（1）錨桿蠕變試驗加荷等級與觀測時間應滿足表6.2-3的規定，在觀測時間內荷載應保持恒定。,（2）每級荷載按時間間隔1、2、3、4、5、10、15、20、30、45、60、75、910min記錄蠕變量。 （3）試驗結果宜按每級荷載在觀測時間內不同時段的蠕變量列表整理，并繪制蠕變量-時間對數曲線，蠕變系數可由下式計算：,(4) 蠕變試驗和驗收標準為最后一級荷載作用下的蠕變系數小于2.0mm,2.1 錨桿拉拔試驗,1.1錨桿拉拔試驗,錨桿施工質量檢測儀器,錨桿拉拔試驗,對錨桿施工質量最主要的是拉拔試驗。,錨桿測力計是進行拉拔試驗和對錨桿施加預應力的主要工具。,1 錨桿拉拔試驗,驗證試驗,錨索拉拔試驗,預應力錨索拉拔試驗也有三種，分別為：驗證試驗、適應性試驗和驗收試驗。,該試驗至少試驗三根錨索，且最好與工作錨索在相同的地層中進行。 1 最大控制荷載,為了安全，最大試驗荷載應不大于錨索體材料強度標準值 的80。,2 荷載與位移 每次荷載應保持不少于1min的穩定時間，對于峰值荷載穩定時間應不少于15min，且隔5min測讀一次位移。,2 錨索拉拔試驗,預應力錨索拉拔試驗,2 錨索拉拔試驗,錨索拉拔試驗,對于有豐富錨固經驗的地層，第一循環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,預應力錨索拉拔試驗,3 荷載時間關系的觀測,2.2 預應力錨索拉拔試驗,2 錨索拉拔試驗,預應力錨索拉拔試驗,4 位移與時間關系的觀測,當排除了溫度、結構位移、錨索體蠕變后位移任未達到穩定值，上述試驗應予延長，其觀測時間約7d一次，觀測期直到位移為常值或已達到30d(取兩者之小值)。,2 錨索拉拔試驗,錨索拉拔試驗,5 錨索體自由長度,使用材料試驗得到的彈性模量，考慮溫度、錨頭放置和其他位移的影響，利用在 區段錨索的荷載與彈性變形曲線，即可計算出顯性錨索體自由段長度。,2 錨索拉拔試驗,預應力錨索拉拔試驗,6 錨索評價,通過驗證試驗，當符合以下各項條件時，即可認為錨索合格： (1) 顯性自由段限值 計算出的顯性自由段長度不小于設計值的90且不大于設計自由段加上1/2錨固段長度之和。當觀測的自由段長度在上述限值之外時，應進行另外兩輪循環的加載(加載至驗證試驗荷載)來觀測荷載與位移關系的重復性，如果錨索任處于彈性狀態，也認為錨索合格。,當考慮了溫度，結構移動和錨索體蠕變后，觀測的位移速率應不大于,(初始鎖定荷載損失為1時對應的錨索位移量)。,(2) 預應力損失速率 當考慮了溫度，結構移動和錨索松弛后，觀測的鎖定荷載損失速率應小于1。,(3) 位移速率,2 錨索拉拔試驗,適應性試驗,錨索拉拔試驗,通過驗證試驗后的錨索在使用前應進行現場適應性試驗，以檢查錨索在特定現場條件下的適應性。試驗錨索一般不少于3根。,1 荷載取值,2 荷載增量與位移,對于單根張拉的分散型錨索，在5min和15min的時間間隔內一般不易讀到其位移的整體變化，因此應監測荷載的波動情況。,臨時錨索 永久錨索 適應性試驗采用的荷載增量和時間間隔,2 錨索拉拔試驗,適應性試驗,3 荷載合格的判定方法,若考慮溫度變化、錨固結構位移后，驗證荷載在15min內降低不超過5%，可以認為錨索合格，若觀測的荷載有較大的損失，則應對錨索進行另外兩輪的加載循環且觀測其性能，如果在后兩輪的加載循環時荷載的損失均未超過5，也可認為錨索合格。,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,，認為錨索合格，否則，按上一條規定做進一步試驗。,2.2 預應力錨索拉拔試驗,2 錨索拉拔試驗,適應性試驗,5 鎖定荷載的觀測時間,2 錨索拉拔試驗,適應性試驗,6 鎖定荷載下的位移與時間,7 顯性自由段長度,8 錨索的評價,按驗證試驗評價方法，評價錨索。,2 錨索拉拔試驗,驗收試驗,預應力錨索拉拔試驗,檢查數量一般為錨索數量的5%10%。,1 驗證荷載取值,2 荷載增量與進 時間隔的確定,2 錨索拉拔試驗,驗收試驗,使用相對精度為0.5%的精確量測設備，可在5min、15min、50min時觀測鎖定荷載。,3 驗證荷載的觀測時間,驗證荷載的觀測時間與現場適應性試驗相同。,4 位移合格判定,與現場適應性試驗相同。,5 按荷載判定錨 索合格的標準,2 錨索拉拔試驗,驗收試驗,預應力錨索拉拔試驗,7 顯性自由段長度,6 按位移錨索合格的標準,2 錨索拉拔試驗,驗收試驗,預應力錨索拉拔試驗,通過試驗的錨索，只要符合以下條件之一，即可認為錨索合