影響錨桿支護效果的試驗研究

摘 要：針對土質(zhì)地層采用錨桿支護的效果研究，主要是體現(xiàn)在對錨桿滑移量的控制上。通過正交試驗設(shè)計，研究錨桿長度、鉆孔孔徑以及錨固劑作用速度對錨桿滑移量變化的影響。并通過極差分析方法，對所得數(shù)據(jù)進行分析處理，最終得到最有利于減少錨桿滑移量的因素組合，保證最佳的錨桿支護效果。

關(guān)鍵詞：錨桿支護；滑移量；正交試驗；極差分析

引言

錨桿支護是一種廣泛用于基建、水利、道路橋梁等土木各方向的一種支護形式。其支護效果的優(yōu)劣會直接影響工程質(zhì)量安全。其中，在土質(zhì)地層中使用錨桿支護，錨桿在土層中的相對滑移量是評判其錨固效果的重要指標。影響滑移量的因素有很多，主要是與錨桿自身參數(shù)、施工工藝以及錨固劑種類及參數(shù)有關(guān)。結(jié)合前人的研究成果，從不同的方面選取具有代表性的影響因素，研究不同因素變化水平下對錨桿滑移量的影響。

本文將通過一組正交試驗研究，運用數(shù)理統(tǒng)計方法，分析得出各因素對錨桿滑移量的影響，并得出最有利于錨桿支護效果提升的最佳因素組合。

1.試驗方案設(shè)計

試驗采用正交試驗方法進行設(shè)計，首先先確定本次試驗的目的與測試指標。目的是為了得到最有利于錨桿支護效果提升的最佳因素組合，試驗測試指標為錨桿與土層的相對滑移量。再確定與試驗?zāi)康南噙m應(yīng)的因素與水平。經(jīng)研究后確定為三個因素，分別是錨桿的長度、鉆孔的孔徑以及錨固劑作用速度。每個因素包含四個變化水平，即錨桿長度取3000mm、4000mm、5000mm、6000mm，鉆孔孔徑取80mm、100mm、120mm、140mm，錨固劑作用速度取超快速、快速、中速、慢速。因素水平表如表1所示：

由上，可知本試驗為三因素四水平試驗，查閱正交試驗表可知，本試驗可由L1645正交試驗表進行，具體的試驗組水平組合按表2所示。

2.試驗準備與測量

試驗除錨桿長度、鉆孔孔徑以及錨固劑作用速度這三個因素按表2進行變化，其他條件均保持一致。錨桿形式均為端承型錨桿，選用同種錨固劑，采用的錨桿體為同一種材質(zhì)且桿徑相同的金屬桿體。在同樣的施工工藝下，將各組錨桿按要求安裝到圍巖地質(zhì)情況一致的位置。鉆孔方向與沿途層豎向呈25°夾角，每次鉆孔后及時進行清理，保證錨固強度發(fā)育完全。

為測量錨桿與土層的相對位移，采用磁力位移計進行測量。將液壓穿心千斤頂置于實驗處巖體層平面，使用磁力位移計測量錨桿相對位移量。

自錨桿植入之后開始進行測量，保證在每天的同一時間進行讀數(shù)，直至位移量穩(wěn)定。經(jīng)過試驗后發(fā)現(xiàn)，基本上在錨桿植入后60天以內(nèi)，滑移量得以穩(wěn)定。故記錄各組試驗在錨桿植入后第60天的位移值作為滑移量。各組所得數(shù)據(jù)按表2所示。

3.數(shù)據(jù)分析

根據(jù)表2中數(shù)據(jù)，為分析其各因素對滑移量的影響程度，決定采用極差分析方法進行處理。極差分析表如表3所示：

通過數(shù)據(jù)處理分析，得以上三個因素中，存在 ，換言之，即試驗中的三種因素對錨桿滑移量的影響程度從大到小分別為 ，即錨固劑作用速度的影響程度最大，鉆孔孔徑作用次之，對錨桿滑移量影響最小的是錨桿長度。

4.結(jié)論

通過極差分析，得到錨桿長度、鉆孔孔徑以及錨固劑作用速度這三種因素對錨桿滑移量的影響程度，從大到小排序依次為錨固劑作用速度>鉆孔孔徑>錨桿長度。

得到這一結(jié)論對實際工程的現(xiàn)場施工與設(shè)計起到重要的指導(dǎo)作用。即在施工設(shè)計過程中，為保證錨固效果，應(yīng)優(yōu)先保證錨固劑質(zhì)量，其次要求開挖鉆孔符合施工設(shè)計規(guī)范，同時滿足設(shè)定錨桿長度標準。

參考文獻

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作者簡介

胡鈺、男、1985.02-、工程師、中國水利水電第十二工程局有限公司國際工程公司（公司注冊所在地：浙江、杭州）；

（作者單位：中國水利水電第十二工程局有限公司國際工程公司）