模型锚杆腐蚀耦合效应试验的研究.pdfVIP

模型锚杆腐蚀耦合效应试验研究 曾宪明1 李长松2 赵 健1 冀文政1 肖 玲1 梁仕发1 汪剑辉1 (1．总参工程兵科研三所2．焦煤集团朱村矿) 提要锚杆腐蚀耦合效应问题研究是锚杆耐久性研究的难点问题之一。本文概述了早期埋设在工程 现场的尚在研究锚杆腐蚀耦合效应的一批缩尺锚杆的腐蚀环境、试验方法、试验结果和结论， 供读者参考。 关键词 模型锚杆腐蚀耦合效应试验研究 1 引言 锚固类结构是指锚杆、锚索、土钉、复合土钉和加筋土这一类岩土工程加固、支护结构。 国外应用这类技术较早，因而对这些方法的耐久性问题的观测和认识也较早[1~5]。锚杆 是锚固类结构中应用历史最长的。在20世纪60年代末70年代初，法国、瑞士、捷克、澳 大利亚先后颁布了地层锚杆的技术规范、锚索技术条例；80年代末90年代初又制定了土钉 技术指南。这些技术标准充分考虑了锚杆锚索和土钉在腐蚀环境中的防护问题，对其设计和 PracticalHand 手册》(RockBohing-a inTen— sionGround for Bol— UsersHandbookRock Anchors》和B．Stillborg编撰的《Professional 年，美国ASTM委员会出版了一套8本专门论述地上地下各种腐蚀对金属材料作用效应的 丛书，其中包括自然环境腐蚀、应力腐蚀和防蚀措施等，具有较大影响。美国M．J．Turer 对永久性防腐土钉墙进行了系统的试验研究，提出了一种高强、耐腐、经济的聚脂织带材料 替代钢筋土钉，效果甚好。但对这种土钉材料的使用寿命未提出任何数据，仅以“永久性” 指出这种钢筋如果孔眼不净、黏结不牢固，其使用寿命可由100年减至75年。其推算依据 和细节均未给出。我国对混凝土结构耐久性研究已做了较多工作叩~1引，但对锚固类结构的耐 锚杆的腐蚀与防护研究”为题，开展了锚杆使用寿命问题初步研究，得出了一些有益结果， 但现场取样尚不广泛，室内试验欠系统深入。张勇等于1999年根据自身长期从事预应力锚 索研制、设计和施工的经验，并借鉴国外技术标准，编制了中华人民共和国国家军用标准 《岩土工程预应力锚索设计与施工技术规范》(GJB3635--99)，其中专辟一章，对预应力锚 索的“腐蚀与防腐”提出了要求。不过所提要求带有定性性，尚缺乏足够的理论基础和试验 依据，仍然无法对锚索的设计寿命、残余寿命进行预测，所提防护措施要求多建立在工程经 66 试验研究”，所进行的是单因素室内腐蚀试验[11~12]。我国对锚固类结构的安全性与耐久性问 题的研究尚在起步阶段，锚固类结构的耐久性问题非常突出，其腐蚀环境与不同的土建结构 工程有较大差异，不可等同视之，某些研究方法和成果可以借鉴，但不能(ttz不可能)替代 之‘13‘。 综上所述，国外对锚固类结构的安全性与耐久性问题已经做了许多工作，国内所做工作 相对较少。但无论国内和国外，关于特长周期条件下锚固类结构耦合因素耐腐蚀的现场试验 成果均未见发表。 1986年5月，总参工程兵科研三所于河南省焦作市朱村矿的腐蚀环境中埋设了一批施 加不同等级预应力的试验锚杆和缩尺锚杆。试验周期分别为1a、5a和10a。对1a期的缩尺 家自然基金资金资助下，才将这批缩尺锚杆挖掘出来，并进行了较全面的测试。本文概述了 这批缩尺锚杆的主要试验结果和结论。 2试验方案 缩尺锚杆试件材料为Q235A钢，车制后直径为3mm。为了给试件施加预应力，另采用 相同钢材制作一个直径为40mm、长度为60mm的钢筒，钢简体中部钻有一个灌浆用小孔。 将试件穿过钢筒，套上螺母，采用加力扳手对缩尺锚杆试件施加预应力(钢筒同时承受预压 力)。接着通过钢筒体上小孔对试件进行注浆。所注砂浆水灰比为0．55，灰砂比为1：2．5， 水泥标号为原325R，见图la)。 将加工组装完毕的试件(共59件)运至试验现场，置于钻孔内并用水泥砂浆对孔口进 行封堵(图1b))。17a后对该批缩尺锚杆进行挖掘，并对以下条件和参