结合震害调查分析,边坡锚固结构总体上震害较少,在地震作用下主要发生以下四类震害:① 传力主体损伤;② 框架震害;③ 坡面承载力不足;④ 坡面防护破坏。在锚固结构的四类震害中,前三项即传力主体震害、框架震害和坡面承载力问题,其最终都是锚杆锚固力或者是锚索预应力受到影响,从而影响加固工程的效果。
1.传力主体震害
锚杆、钢绞线强度不足:① 对于锚杆而言,其强度不足主要表现在所受拉力超过了杆体钢筋的承受能力。在确保施工和锚固体完整性的情形下,出现该类问题的主要原因是边坡在地震作用下的变形程度超过了设计预期。 ② 对于锚索而言,出现此类问题的主要原因有两点:一是锚索的受力方向和轴向的夹角过大,锚索被剪断;二是设计参数取值不准确,当边坡的变形位移累积到一定的程度时,锚索承受的拉力超出其本身极限抗拉强度后断裂。若此类破坏发生在锚索的自由段,则锚头的夹具会松动,拉出锚索,断裂的部位即可直观判断;若此类破坏发生在锚固段,则难以直接判断。边坡锚固工程断面示意见图1.56所示。
图1.56 边坡锚固工程断面示意
锚固力不足:根据规范规定,无论是锚杆还是锚索,在大范围使用之前,都需要进行现场拉拔试验。但是由于岩土体的性质变化较大,在岩性变弱的部分可能会在使用过程中出现此类震害。对于此类震害的判断,在安装锚索测力计的部位,可以观测到锚索预应力的持续下降;在未安装锚索测力计的部位,可以通过现场拉拔测试来检测。汶川地震发生后,由于在地震作用下,边坡发生了剧烈的变形,因此导致部分锚固工程出现松动、断裂、破损。
锚头缺陷:此类病害产生的原因,除了地震因素外,还与工程时限以及施工质量相关。一是锚具老化腐蚀;二是锚头承压板凹陷变形,如图1.57所示。
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图1.57 锚头震害图片
2.框架震害和边坡坡面承载力
框架震害和边坡坡面的承载力有较为密切的关系,其主要的震害形式如下:
框架受弯破坏:截面最大弯矩处梁的弯矩超过了抗弯能力从而发生弯曲破坏。具体部位可能是节点靠山侧的受拉弯矩,也可能是跨中受拉弯矩。
框架抗剪能力不足:框架梁的截面抗剪强度不足引起剪切破坏,主要是因为截面尺寸偏小或者混凝土的强度不足、箍筋数量不足等所导致。一般来说,可能出现最大剪力的位置在节点的上下或者左右两侧,在破坏时出现斜向裂缝,如图1.58所示。
图1.58 锚索框架梁震害
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