《岩土体预应力锚索施工控制及其配套锚索关键技术》

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所属科学领域:

该项目属于土木建筑工程领域,特别是土木工程施工和建筑材料领域。

简要背景:

山体滑坡和煤矿塌陷等岩土体地质灾害造成经济损失大、社会反响强烈。预应力锚索是加固各类岩土体的重要手段,极有必要对其开展预应力损失理论、控制与补偿技术、预应力锚索及其配套机具和工法、锚索受力状态监测技术等方面的系统研究,提高预应力锚索锚固工程的安全性和技术经济效益。

主要技术内容及发明要点:

建立了考虑岩土体蠕变的锚索预应力损失定量计算技术和控制补偿技术:

全面、系统地研究了预应力锚索预应力损失的影响因子,揭示了各影响因子引起预应力损失的规律和特征,建立了预应力锚索预应力损失的计算技术,解决了预应力损失的定性分析和定量计算的理论难题;建立了锚索锚固力损失控制技术,从设计、施工和材料上解决了锚索锚固力损失的控制技术难题;建立了以张拉值、张拉时间、张拉次数、张拉工艺等为补偿手段的预应力损失补偿技术,解决了锚索锚固力损失的补偿技术难题。

发明了适用于特殊地质条件和工程特点的高性能预应力锚索及配套机具和工法:研制了让压承载的压力均布型锚索,解决了软质土层锚索预应力损失大、锚固效果低的难题;发明分散式锚固的预应力碳纤维绞线锚索,满足了重大工程耐久性高要求;研制了让压锚具及可回收使用型锚索,实现索体回收再利用;发明了U型锚索,很好地改善了水电站大坝闸墩不利的应力状态;研制了差动式工具锚,解决了压力分散型工具锚需多次张拉、张拉力控制不易的难题;发明了有一定倾角的预应力锚索施工注浆工法及密封注浆系统,解决了向上仰角的锚索孔道空气排出难题。

开发了预应力锚索受力监测的专用传感器及其监测系统:

开发了振弦式锚索测力传感器、液压传感器和光纤光栅传感器,解决了传感器的准确度低、量程小、偏载影响大和长期稳定性差的技术难题;开发了与传感器相匹配的系列量测仪器,解决了量测附加误差、远距离量测、量测数据二次计算问题;开发了锚索受力状态监测系统,实现了锚索受力状态变化数据自动化采集和受力状态变化趋势智能化分析。

知识产权:

获授权发明专利10项以上;发表SCI、EI收录论文8篇以上;主编行业标准1部,参编国家和行业标准5部。

推广应用及效益情况:

项目研究成果已成功应用于边坡、深基坑、大坝、隧(巷)道等各类工程领域,在设计、施工、运营管理、监测等单位等得到了广泛应用,近三年取得直接经济效益6亿多元,经济效益和社会效益显著。

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