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1、煤矿锚杆（索）拉拔试验方法,吴 宇,中国矿业大学二一五年十一月,1.1锚杆拉拔试验,锚杆拉拔试验属于传统的锚杆锚固质量静力法检测。进行拉拔试验时，将液压千斤顶放在托板和螺母之间，拧紧螺母，施加一定的预应力，然后用手动液压泵加压，同时记录液压表和位移计上的对应度数，当压力或者位移读数达到预定值时，或者当压力计读数下降而位移计读数迅速增大时，停止加压，测试后，可整理出锚杆的荷载-位移曲线，进而分析得出锚杆的锚固质量。,锚杆试验荷载位移曲线,基本规定,验收试验锚杆的数量应取锚杆总数的3%，且不得少于3根。,锚杆拉拔试验,锚杆锚固段浆体强度达到15MPa或达到设计强度等级的时75%可进行锚杆试验。,加
2、载装置(千斤顶、油泵)的额定压力必须大于试验压力，且试验前应进行标定。,加荷反力装置的承载力和刚度应满足最大试验荷载要求。,计量仪表(测力计、位移计)等应满足测试要求的精度。,基本试验和蠕变试验锚杆数量不应少于3根，且试验锚杆材料尺寸及施工工艺应与工程锚杆相同。,2.1 锚杆拉拔试验,1.1锚杆拉拔试验,基本试验,锚杆拉拔试验分为基本试验、验收试验和蠕变试验。,锚杆拉拔试验,基本试验最大的试验荷载不宜超过锚杆杆体承载力标准值的0.9倍。,锚杆基本试验应采用循环加、卸荷载法，加荷等级与锚头位移测读间隔时间应按表6.2-1确定。,2.1 锚杆拉拔试验,1.1锚杆拉拔试验,基本试验,锚杆破坏标准 后
3、一级荷载产生的锚头位移增量达到或超过前一级荷载产生位移增量的2倍时；锚头位移不稳定；锚杆杆体拉断。,试验结果宜按循环荷载与对应的锚头位移读数列表整理，并绘制锚杆荷载位移(Q-s)曲线，锚杆荷载弹性位移(Q-se)曲线和锚杆荷载塑性位移(Q-sp)曲线。,锚杆弹性变形不应小于自由段长度变形计算值的80%，且不应大于自由段长度与1/2锚固段长度之和的弹性变形计算值。,锚杆极限承载力取破坏荷载的前一级荷载，在最大试验荷载下未达到3规定的破坏标准时，锚杆极限承载力取最大荷载。,1.1锚杆拉拔试验,验收试验,锚杆拉拔试验,最大试验荷载应取锚杆轴向受拉承载力设计值Nu,锚杆验收试验加荷等级及锚头位移测读间
4、隔时间应符合下列规定：,初始荷载宜取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍；加荷等级与观测时间宜按表6.2-2规定进行；在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于3次；达到最大试验荷载后观测15min，卸荷至0.1Nu并测读锚头位移。,1.1锚杆拉拔试验,验收试验,锚杆拉拔试验,试验结果宜按每级荷载对应的锚头位移列表整理，并绘制锚杆荷载位移(Q-s)曲线。,锚杆验收标准,在最大试验荷载作用下，锚头位移相对稳定；应符合基本试验第5条规定。,1.1锚杆拉拔试验,蠕变试验,锚杆拉拔试验,（1）锚杆蠕变试验加荷等级与观测时间应满足表6.2-3的规定，在观测时间内荷载应保持恒定。,（2）每级荷载按时间间隔1、
5、2、3、4、5、10、15、20、30、45、60、75、910min记录蠕变量。（3）试验结果宜按每级荷载在观测时间内不同时段的蠕变量列表整理，并绘制蠕变量-时间对数曲线，蠕变系数可由下式计算：,(4)蠕变试验和验收标准为最后一级荷载作用下的蠕变系数小于2.0mm,2.1 锚杆拉拔试验,1.1锚杆拉拔试验,锚杆施工质量检测仪器,锚杆拉拔试验,对锚杆施工质量最主要的是拉拔试验。,锚杆测力计是进行拉拔试验和对锚杆施加预应力的主要工具。,1 锚杆拉拔试验,验证试验,锚索拉拔试验,预应力锚索拉拔试验也有三种，分别为：验证试验、适应性试验和验收试验。,该试验至少试验三根锚索，且最好与工作锚索在相同的地
6、层中进行。1 最大控制荷载,为了安全，最大试验荷载应不大于锚索体材料强度标准值 的80。,2 荷载与位移 每次荷载应保持不少于1min的稳定时间，对于峰值荷载稳定时间应不少于15min，且隔5min测读一次位移。,2 锚索拉拔试验,预应力锚索拉拔试验,2 锚索拉拔试验,锚索拉拔试验,对于有丰富锚固经验的地层，第一循环可允许把锚索的荷载加至,荷载增量可增加至,2 锚索拉拔试验,预应力锚索拉拔试验,3 荷载时间关系的观测,2.2 预应力锚索拉拔试验,2 锚索拉拔试验,预应力锚索拉拔试验,4 位移与时间关系的观测,当排除了温度、结构位移、锚索体蠕变后位移任未达到稳定值，上述试验应予延长，其观测时间约
7、7d一次，观测期直到位移为常值或已达到30d(取两者之小值)。,2 锚索拉拔试验,锚索拉拔试验,5 锚索体自由长度,使用材料试验得到的弹性模量，考虑温度、锚头放置和其他位移的影响，利用在 区段锚索的荷载与弹性变形曲线，即可计算出显性锚索体自由段长度。,2 锚索拉拔试验,预应力锚索拉拔试验,6 锚索评价,通过验证试验，当符合以下各项条件时，即可认为锚索合格：(1)显性自由段限值计算出的显性自由段长度不小于设计值的90且不大于设计自由段加上1/2锚固段长度之和。当观测的自由段长度在上述限值之外时，应进行另外两轮循环的加载(加载至验证试验荷载)来观测荷载与位移关系的重复性，如果锚索任处于弹性状态，也
8、认为锚索合格。,当考虑了温度，结构移动和锚索体蠕变后，观测的位移速率应不大于,(初始锁定荷载损失为1时对应的锚索位移量)。,(2)预应力损失速率 当考虑了温度，结构移动和锚索松弛后，观测的锁定荷载损失速率应小于1。,(3)位移速率,2 锚索拉拔试验,适应性试验,锚索拉拔试验,通过验证试验后的锚索在使用前应进行现场适应性试验，以检查锚索在特定现场条件下的适应性。试验锚索一般不少于3根。,1 荷载取值,2 荷载增量与位移,对于单根张拉的分散型锚索，在5min和15min的时间间隔内一般不易读到其位移的整体变化，因此应监测荷载的波动情况。,临时锚索 永久锚索适应性试验采用的荷载增量和时间间隔,2 锚
9、索拉拔试验,适应性试验,3 荷载合格的判定方法,若考虑温度变化、锚固结构位移后，验证荷载在15min内降低不超过5%，可以认为锚索合格，若观测的荷载有较大的损失，则应对锚索进行另外两轮的加载循环且观测其性能，如果在后两轮的加载循环时荷载的损失均未超过5，也可认为锚索合格。,4 位移蠕变合格判定,可用千斤顶维持荷载15min后，记录锚头的位移，若蠕变不超过,，认为锚索合格，否则，按上一条规定做进一步试验。,2.2 预应力锚索拉拔试验,2 锚索拉拔试验,适应性试验,5 锁定荷载的观测时间,2 锚索拉拔试验,适应性试验,6 锁定荷载下的位移与时间,7 显性自由段长度,8 锚索的评价,按验证试验评价方
10、法，评价锚索。,2 锚索拉拔试验,验收试验,预应力锚索拉拔试验,检查数量一般为锚索数量的5%10%。,1 验证荷载取值,2 荷载增量与进时间隔的确定,2 锚索拉拔试验,验收试验,使用相对精度为0.5%的精确量测设备，可在5min、15min、50min时观测锁定荷载。,3 验证荷载的观测时间,验证荷载的观测时间与现场适应性试验相同。,4 位移合格判定,与现场适应性试验相同。,5 按荷载判定锚 索合格的标准,2 锚索拉拔试验,验收试验,预应力锚索拉拔试验,7 显性自由段长度,6 按位移锚索合格的标准,2 锚索拉拔试验,验收试验,预应力锚索拉拔试验,通过试验的锚索，只要符合以下条件之一，即可认为锚索合格：(1)位移或荷载读数次数合格，显性自由段合格。荷载取值符合要求，荷载稳定，荷载的大小合格。(2)荷载损失率合格，显性自由段合格。荷载取值符合要求，位移稳定，蠕变合格，锚索位移合格。,验收试验完成后，若积累松弛或蠕变分别超过初始残余荷载的,或,应对锚索重新张拉，且在,时锁定。,8 锚索的评价,2 锚索拉拔试验,
