机械锚固对锚杆锚固力影响的试验研究★

王学蕾 毕全超 张铭修 饶 强 付之信

(河北建筑工程学院，河北 张家口 075000)



机械锚固对锚杆锚固力影响的试验研究★

王学蕾 毕全超 张铭修 饶 强 付之信

(河北建筑工程学院，河北 张家口 075000)

通过对9组试件进行拉拔试验，研究机械锚固对锚杆锚固力的影响并得出如下结论：弯锚可以增加锚固力，但效果不明显；在贴焊钢筋直径和长度相同的情况下，对称贴焊要比单侧贴焊的最大锚固力大一些；贴焊钢筋直径对最大锚固力影响较大，但不是贴焊钢筋直径越大越好，在贴焊钢筋长度相同的情况下，无论是单侧贴焊还是对称贴焊，都会使钢筋—砂浆间平均黏结强度降低。

机械锚固，锚固力，拉拔试验，贴焊钢筋，平均黏结强度

0 引言

锚固支护在我国东南、西南山区岩土工程中应用较多，取得了成功的范例并积累了较丰富的实践与理论的经验，而在提高锚杆锚固力方面，机械锚固是一种不错的方式。现阶段我国使用的机械锚固形式大致分为四种：弯钩、贴焊锚筋、锚板以及加螺纹套头。许多科研工作者通过试验总结了相对锚固长度、钢筋直径、混凝土强度、相对保护层厚度、扩大套头尺寸、配箍率和钢筋强度对锚固性能的影响，并通过统计回归分析得到黏结锚固与不同机械锚固方式下的极限黏结强度计算公式[1-7]。

1 试验概况

1.1 试验设计

本试验共设计了9组中心置筋试件，试验主筋为12 mm的螺纹钢筋，弯锚采用90°和135°且长度均为3d(3.6 mm)的弯钩，贴焊螺纹钢筋直径分别为8 mm,12 mm和16 mm，贴焊钢筋长度均为7.2 mm，试件尺寸为150 mm×150 mm×150 mm，锚固长度均为150 mm，砂浆配合比:水泥∶砂∶水为1∶3∶0.65。其中A组为直锚，B和C组为弯锚，E，F，G，H，K，L组为贴焊钢筋。试件参量及试验结果如表1所示，机械锚固方式如图1所示。分别研究机械锚固形式、贴焊钢筋直径对钢筋—砂浆间锚固力的影响。

表1 试件参量及试验结果

1.2 试验方法

本试验采用北京润杰天地有限公司生产的10 t锚杆拉拔仪进行拉拔试验，拉拔力由仪器直接显示出来。试验加载为每次2 kN，持荷时间为3 min，直至试件破坏为止。试验现场图如图2所示，试件破坏形式如图3所示。

2 数据结果分析

从图4中可以看出，弯锚可以增加锚固力，但效果不明显；E组和F组、K组和L组、G组和H组三组数据表明在贴焊钢筋直径和长度相同的情况下，对称贴焊要比单侧贴焊的最大锚固力要大一些，但提升的并不多；E组、K组、G组和F组、L组、H组两组数据表明贴焊钢筋直径对最大锚固力影响较大，且不是贴焊钢筋直径越大越好，甚至出现最大锚固力与直锚持平或降低的现象。

3 平均黏结强度的理论计算

钢筋—砂浆间平均黏结强度τ由下式计算：

τ=P/(S1+S2)。

式中：P——最大锚固力；S1——贴焊钢筋处的面积；

S2——未贴焊钢筋处的面积。

计算结果如图5所示。

从图5中可以看出，在贴焊钢筋长度相同的情况下，无论是单侧贴焊还是对称贴焊，都会使钢筋—砂浆间平均黏结强度τ降低，且贴焊钢筋直径越大，下降趋势越明显。

4 结语

本试验通过对9组试件进行拉拔试验，得出如下结论：

1)弯锚可以增加锚固力，但效果不明显；2)在贴焊钢筋直径和长度相同的情况下，对称贴焊要比单侧贴焊的最大锚固力大一些，但提升的并不多；3)贴焊钢筋直径对最大锚固力影响较大，且不是贴焊钢筋直径越大越好，甚至出现最大锚固力与直锚持平或降低的现象；4)在贴焊钢筋长度相同的情况下，无论是单侧贴焊还是对称贴焊，都会使钢筋—砂浆间平均黏结强度τ降低，且贴焊钢筋直径越大，下降趋势越明显。

[1] 刘立新,王莉荔.热轧带肋钢筋机械锚固性能的试验研究[A].第二届全国建筑结构技术交流会论文集[C].2009:895-898.

[2] 陈朝霞,李 雪,戎 贤,等.HRB500钢筋机械锚固性能的试验研究[J].河北工业大学学报,2011,40(2):97-100.

[3] 刘立新,赵 镇,张 龑,等.带扩大套头钢筋机械锚固性能的试验研究[J].郑州大学学报(工学版),2008,29(3):103-107.

[4] 吴广彬,李智斌,王依群,等.带锚固板钢筋机械锚固强度的拉拔试验研究[J].建筑科学,2010,26(5):1-5.

[5] 丁红岩,刘 源,李海瑞,等.高强钢筋与混凝土锚固性能研究[J].天津大学学报,2016,49(4):376-384.

[6] 毕全超,王学蕾,张 韬,等.谈冻融循环下的边坡灾害及防治措施[J].山西建筑,2016,42(33):66-67.

[7] 毕全超,王学蕾,董 捷,等.冻融循环影响下边坡锚固结构的受力分析[J].科技资讯,2017,15(1):57-60.

The experimental study of the influence of the mechanical anchoring on anchor anchoring force★

Wang Xuelei Bi Quanchao Zhang Mingxiu Rao Qiang Fu Zhixin

(HebeiUniversityofArchitecture,Zhangjiakou075000,China)

In this experiment, nine groups of specimens were drawn to study the influence of mechanical anchoring on anchor anchoring force and the following conclusions were drawn, bending anchor can increase the anchoring force, but the effect is not obvious, in the case of the same diameter and length of the welding bar, the symmetrical paste is larger than the maximum anchoring force of the single side welding, the diameter of the welded bar has a great influence on the maximum anchoring force, but the diameter of the bar is not the better, in the case of the same length of the welding bar, whether it is unilateral solder paste or symmetrical welding, will make the average bond strength between the steel and mortar, and the larger the diameter of the welding bar.

mechanical anchoring, anchoring force, drawing test, sticking reinforcement, average bond strength

1009-6825(2017)18-0046-02

2017-03-27★：河北建筑工程学院研究生创新基金(编号：XA201709)，河北省科技厅计划项目(编号：15275416)，河北省教育厅青年基金(编号：QN2014136)，张家口市交通局项目(路堑边坡锚固结构在冻融循环下的力学行为及灾害预防研究，编号：16033)

王学蕾(1992- )，男，在读硕士； 毕全超(1981- )，男，硕士，副教授

TD353.6

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