压力型等直径笼芯囊锚杆承载特性试验研究

Experimental Study on Bearing Characteristics of Pressure-type Equal-diameter Cage Core Capsule Anchors

摘要

依托青岛某抗浮锚固工程，通过现场拉拔试验对6组压力型等直径笼芯囊锚杆在循环荷载作用下的力学响应与变形特性进行研究。旨在探究不同囊袋注浆压力对其承载特性与荷载传递机制的影响规律。研究结果表明，在多循环荷载作用下，锚杆的荷载-位移曲线因锚杆对灌浆体产生的压密效应而在初始阶段斜率较大，且整体呈现典型的“滞回”特征。研究表明，囊袋注浆压力是影响此类锚杆受力变形性能的关键因素。随着囊袋注浆压力由1.0 MPa提升至1.5 MPa，相同循环荷载作用下锚杆的塑性位移减小10.70%，可承受的极限加载量平均提升6.79%，抗塑性变形能力增强，承载性能显著提升，弹性工作阶段特征更为明显。研究结果可为压力型等直径笼芯囊锚杆的优化设计与性能评估提供重要理论依据和实践参考。

Abstract

Based on an anti-floating anchorage project in Qingdao, this study investigates the mechanical response and deformation characteristics of six sets of pressure-type equal-diameter cage core capsule anchors under cyclic loading through field pull-out tests. It aims to explore the influence patterns of different capsule grouting pressures on their bearing characteristics and load transfer mechanisms. The results reveal that under multi-cyclic loading, the load-displacement curve of the anchor exhibits a steeper slope in the initial stage due to the compaction effect of the anchor on the grout, and overall demonstrates typical hysteretic characteristics. The study indicates that the capsule grouting pressure is a crucial factor influencing the mechanical deformation performance of such anchors. As the capsule grouting pressure increases from 1.0 MPa to 1.5 MPa, the plastic displacement of the anchor under the same cyclic load decreases by 10.70%, the average ultimate load increases by 6.79%, the resistance to plastic deformation enhances, the bearing performance significantly improves, and the features of the elastic working stage become more distinct. The research findings offer a significant theoretical foundation and practical guidance for the optimized design and performance assessment of pressure-type equal-diameter cage core capsule anchors.

关键词

笼芯囊锚杆 / 循环加载 / 囊袋注浆压力 / 承载特性 / 荷载传递机制

Key words

Cage core capsule anchor / cyclic loading / capsule grouting pressure / bearing characteristic / load transfer mechanism

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基金资助

国家自然科学基金(52478348)

国家自然科学基金(52578415)

青岛市自然科学基金原创探索项目(24-4-4-zrjj-180-jch)

山东省泰山学者项目(tsqn202306234)