植筋技术用于格梁缺陷加固的模型试验研究梁炯周云涛石胜伟张勇蔡强蔡佳君Summary：通过开展植筋技术用于格梁缺陷加固的模型试验研究，分析了植筋技术加固前后格梁随着荷载的增加，内力和弯矩的变化情况，结果表明：滑坡推力作用在植筋层和格梁复合体上时，二者并不是同时受力，植筋层先于格梁受力，植筋层所承受的荷载分担比约为78%：经过植筋技术加固缺陷格梁后，配筋受力得到改善，加固后配筋最大应力比加固前降低了36.5%;植筋技术加固后缺陷格梁弯矩明显降低，为加固前的20%～30%，说明植筋技术加固缺陷格梁效果显著。Key：滑坡;锚杆格梁;植筋技术：模型试验中圖分类号：P642.22文献标志码：Adoi：10.3969/j.issn.1000-1379.2019.02.031随着我国综合经济实力的不断增强，地质灾害防治工作的投入日益加大[1]。随着时间的推移，格梁工程易出现裂缝、断裂等缺陷。传统的格梁缺陷加固方法：轻微开裂的格梁可以采用高标号水泥浆填缝，但水泥浆黏结效果不明显，裂缝封填后会继续开裂，不能很好地满足加固要求[2]：轻微开裂的格梁还可以用混凝土裂缝黏结剂封填裂缝，然而格梁开裂追根溯源是其抗弯能力不足造成的，即便使用黏结剂后该处裂缝停止发育，因格梁抗弯能力不足，也难免会在别处产生裂缝，故很难达到格梁工程整体加固的效果：变形开裂严重甚至已经断裂的格梁工程，一般采取局部或者整体拆除，再采用增加截面积的方式重建，存在成本高、施工周期长、对边坡扰动大的缺点[3]。针对格梁工程发生局部变形受损，没有彻底损毁的情况，通过加固技术达到格梁工程灾害防治的要求，而不是拆除后重建，将大大节省地质灾害抢险治理的时间和建设成本，在防灾减灾方面具有重大意义。目前，植筋技术在民用建筑、水利工程、桥梁工程等工程中大量应用，得到了工程界人士的认可[4]。植筋技术具有施工方便、整体性强和快速加固等优点，可以满足地质灾害应急治理的要求[5]。但是，植筋技术在加固格梁工程中的应用尚未见报道。已有缺陷的格梁采用植筋技术加固后能否满足灾害防治的要求，对格梁内力和弯矩有何影响等，尚需研究。笔者在开展植筋技术加固格梁模型试验的基础上，对植筋技术加固格梁前后内力和弯矩分布的变化进行了研究，以期为植筋技术应用于格梁缺陷加固提供理论依据。1室内模型试验设计1.1试验设计思路试验模型模拟我国西南山区某碎石土滑坡。滑面用塑料薄膜模拟，格梁采用预制方式制成，通过在钢筋、混凝土以及植筋后混凝土表面布设应变片来分析格梁应力、弯矩的分布规律。首先，开展一组无缺陷格梁的加载试验，加载至格梁出现裂缝，分析格梁在受力过程中应力和弯矩的变化情况：然后，采用植筋技术加固格梁，并根据《混凝土结构加固设计规范》（GB50367-2006）计算得出植筋锚固深度、植筋技术混凝土厚度;最后，将加固后的格梁再加载至破坏[6]，通过两组试验对比，得出植筋技术加固缺陷格梁后承载能力的变化。1.2试验相似比选取格梁原型截面长0.4m、宽0.5m，格梁横间距3.5m、纵间距4.0m，模型试验中格梁截面长0.04m、宽0.05m.格梁横间距0.35m、纵间距0.40m。锚杆锚筋与水平面的夹角为200.格梁拟设4排5列，几何相似比A.=1：10，弹性模量相似比为1，模型设计见图1。1.3模型材料模拟（1）滑床、滑体、滑面模拟。滑床用M20细石混凝土浇筑，用于模拟稳定基岩[7]。滑体采用汶川县城周边山区的碎石土模拟，分层夯实，夯实后的土体重度为20.1kN/m、含水率为19.1%。滑面为直线型，沿滑床铺设塑料薄膜模拟滑面。首先开展基本参数模型试验（没有布设格梁工程）.测试得出试验模型极限平衡状态时后缘荷载为3.7kN/m;然后对模型进行反演分析（滑坡稳定性系数取0.99）.反演时对模型后缘施加3.7kN/m的水平荷载，反演得出滑面的抗剪指标：黏聚力c=3.5kPa、内摩擦角ψ=130。（2）锚杆设计[8]。试验模型选用直径10mm的钢筋模拟锚杆，锚固段长0.4m，锚筋与水平面的夹角为20°。（3）格梁设计。根据所选取的相似比，对试验模型中的格梁进行设计：受拉一侧主筋为2根直径为6mm的钢筋，受压一侧主筋为2根直径为6mm的钢筋，箍筋为直径为4mm的钢筋，间距为100mm，格梁为4排5列，混凝土标号为C30。按照试验要求，植...