[发明专利]一种服役岩土锚固结构工程性能退化加速试验方法

说明书

本发明公开了一种服役岩土锚固结构工程性能退化加速试验方法，其步骤包括：利用提出的可控制荷载循环、温度循环和干湿循环等环境条件的锚‑土界面性能室内加速退化试验装置开展室内加速退化试验，结合现场暴露环境下锚固工程参照物自然退化试验，建立现场暴露环境与室内人工加速环境下锚‑土界面各力学性能参数退化时间相似关系；对不同服役时间下服役锚杆现场拉拔试验结果进行反演分析，获得服役环境条件下锚‑土界面力学性能参数，用以修正锚‑土界面各力学性能参数退化时间相似关系，进一步建立服役岩土锚固结构锚‑土界面力学性能自然退化模型。本发明为服役岩土锚固结构长期性能评估和承载力预测提供了一种新的思路。

技术领域

本发明涉及边坡、基坑、隧道、矿山、交通等工程中经常使用锚固支护技术，尤其涉及一种服役岩土锚固结构工程性能退化加速试验方法。

背景技术

因成本低廉、施工简便、技术成熟等优点，锚杆(索)等锚固支护技术被广泛地应用到基坑支护、隧道支护、地下结构抗浮、边坡锚固等岩土工程领域。岩土体-锚固体界面力学性能决定了服役岩土锚固结构的工程性能。然而，岩土锚固结构的现场环境条件大多十分恶劣，它在服役期间会受到各种自然环境因素(比如，湿度、温度、降水与蒸发等)和荷载因素的循环作用，这将引起锚-土界面力学性能逐渐退化，进而导致服役岩土锚固结构工程性能的退化。因此，现场环境条件下锚-土界面力学性能退化规律及模型，是服役岩土锚固结构长期安全性评价及承载力预测的关键。

对于永久性锚固工程，因其服役年限长(20～50年)、安全性要求高等特点，直接通过长周期的现场试验来获知锚杆的承载性能或锚-土界面力学性能在现场环境因素(荷载、温度、湿度等)循环作用下的退化规律，不仅费时费力，甚至不可能。

一些科研院所和高校研发了室内中心拉拔试验和界面直剪试验装置及方法，这些试验虽然能够用以测试锚-土界面的力学性能，也能确保在测试过程中试样的力学状态与锚杆的现场实际情况相近，但无法实现试样在荷载循环、温度循环和干湿循环等复杂服役环境条件持续作用下的退化模拟。因此，无法利用现有的试验技术得到锚-土界面力学性能的退化规律。

为提高试验效率，室内试验所构造的人工环境条件通常会比现场实际环境条件更加恶劣，以确保试样的力学性能能够在较短时间内退化至现场实际环境作用几十年的状态。这样，对于锚-土界面，其力学性能在室内人工加速环境和现场环境下的退化规律必将存在差异。然而，目前国内外也没有出现一种针对于岩土锚固结构锚-土界面，利用室内人工环境下的试验结果来推求现场服役环境条件下锚-土界面力学性能退化规律的方法。

中国专利CN 111797456A-一种锈后钢筋力学性能退化规律的预测方法，公开了一种结合微观显微组织分析、分形理论和随机理论等预测锈蚀钢筋力学性能退化规律的方法，可用来预测桥梁构件中锈蚀钢筋力学性能退化规律。但由于服役岩土锚固结构所在环境条件更加复杂，锚-土界面力学性能退化规律必须要结合室内试验技术来获取，而无法直接利用该发明提出的理论建模方法来建立；此外，桥梁构件中锈蚀钢筋的力学参数可直接以现场检测并配合常规试验获取，而服役岩土锚固结构锚-土界面力学性能参数是无法直接通过现场检测或现场试验得到，因此，该发明提出的模型参数修正方法也无法适用服役岩土锚固结构。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，针对服役岩土锚固结构，提出一种服役岩土锚固结构工程性能退化加速试验方法。

为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种服役岩土锚固结构工程性能退化加速试验方法，包括下述步骤：

S1：制作若干组锚固单元体试样；

S2：选取第一组锚固单元体试样，按设定的荷载循环、温度循环和干湿循环的幅值和周期，对试样开展不同时间t_a的室内人工加速退化试验；