基于锈胀开裂的预应力锚杆（索）使用寿命预测研究

锚杆（索）腐蚀后其体积发生膨胀并形成锈胀力,而锈胀力的增大可导致外围注浆体开裂,从而加速锚杆（索）的腐蚀,故可以此时的锈蚀量作为预测锚杆（索）使用寿命的判别条件。当对外围注浆体进行受力分析时,采用平面应变情况下的圆孔模型弹性理论计算注浆体开裂时的极限锈胀力,并以锚杆（索）与外围注浆体接触面的变形协调条件来计算极限锈胀力时的锚杆（索）锈蚀量。同时,比例参数λ被采用来考虑岩土体对锚固体的约束作用,且将是否考虑注浆体内部裂缝影响作为2种方法计算锈胀力作用下的注浆体变形。然后,将参数选取在一定范围内经曲线拟合得极限锈胀力及对应锚杆（索）锈蚀量的简单表达式,进而根据2种不同适用条件下的锚杆（索）锈蚀速率计算式对锚杆（索）的使用寿命进行预测和分析。经算例对比验证了本文方法的可行性,并对锚杆（索）使用寿命的影响因素进行了参数分析,可知：①不考虑注浆体内部裂缝影响而计算得的锚杆（索）锈蚀量值偏于保守;②外围岩土对注浆体的约束作用对锚杆（索）的使用寿命有积极影响;③铁锈体积膨胀率n对锚杆（索）的使用寿命影响微小,而注浆体泊松比μc和保护层厚度c越大则锚杆（索）的使用寿命越长。