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【关键词】高层建筑;转换成;施工
引言
随着我国高层新型建筑的不断发展, 厚板转换层工程越来越多。目前, 带厚板转换层的高层建筑在国内应用还不太多, 主要原因是对这种结构的理论和试验研究不够深入。现代预应力技术作为建筑行业的一项新技术, 很适合厚板转换层这类跨度和受力大、挠度控制及抗冲切问题突出的特殊结构。本文主要针对厚板预应力混凝土转换层的浇筑措施进行了研究, 为现代预应力技术与厚板转换层结构合理应用的施工提供了可靠的保证措施。
1、工程概况
一综合商住楼,地下共有六层,地上共有 30 层,总建筑高度有 106.5m,总的建筑面积有 66500m2。裙房共设置了三层,在结构上为框架类型,裙楼主要是为了用于超市和商务办公。设转换层于塔楼四楼,转换层在结构方面的具体形式是厚板式,上部主要为剪力墙。在平面上,转换层对应的大小为 39.22m×39.08m,总面积达到了 1510m2,和边柱相比,厚度超出了边柱大约 3m,其他相关位置超出了大约 2.4m。在结构形式层面上,核心筒为双层板,混凝土达到了 C40 级的强度。
2、转换层结构施工技术方案的制定原则
由于转换层结构的跨度和承受的竖向荷载均很大,致使转换层结构的截面尺寸不可避免地高而大。其施工特点有:连续施工强度大,施工过程复杂;结构整体性要求高,一般不留施工缝,要求整体浇筑;结构体积大,水泥水化热温度应力大,要预防混凝土早期开裂等。 在确定施工方案时应考虑以下几个原则: 针对转换层的自重和施工荷载较大的特点,应进行模板支撑体系的设计。为防止新浇混凝土的温度裂缝,对大体积转换层,混凝土施工时应采取措施减小混凝土水化热。针对钢筋骨架的高度大,配筋多,转换层的跨度和承受的荷载大的情况,施工时应采取措施,保证便于钢筋的布置和钢筋骨架的稳定。设置模板支撑系统后,应对转换梁及其下部楼层的楼板进行施工阶段的承载力验算。
3、转换层施工技术
模板工程。在建筑施工过程中常常要运用到模板支撑方式,但在使用过程中需要对一些因素给予重视,主要涉及到的因素包括了:维护转换层混凝土的质量达到要求,结构设计必须与模板支撑体系互相配合使用。高大模板的施工必须能够达到安全标准,在材料选用过程中尽量降低工程的资本消耗。设置立杆的时候,一定要按照标准开展,一方面建筑结构可以达到对应的要求。处理边对应的 900mm 的高混凝土的情况下,只有很好的完成浇筑,其才会与梁底支撑系统予以紧密地结合之后,展现理想的功效,转换层对应的荷载也才能够被很好的支撑。
绑扎与制作钢筋。对于高层建筑里面的转换层,钢筋是一个最为主要的材料,施工的主要形式为绑扎与钢筋制作。施工进行的时候,首先安置 U 形钢支架到钢筋沿体的周边,距离应该是固定的,据此一方面,钢筋整体对应的垂直度可以得到有效的保证,另外一方面外部可以获得一定厚度的保护层,此外,还能够很好的对绑扎予以定位,并且达到稳定的追求。绑扎的实施一定要遵照相关的要求和规范开展,捆绑钢筋的时候,也要按顺序的科学展开:U形支架予以很好的架设,开口对应的底箍予以放置、进行牢固的绑扎,内开口箍的具体放置,自中间逐步地向两边进行水平主筋的具体放置、予以牢固的绑扎,水平开口箍被从两侧予以很好的插入。可以说工艺的严格遵守,是施工质量得到保证的具体要求。
对混凝土予以具体施工的时候要遵照的具体工艺。原材料:①水泥:耐久性和强度要符合具体的标准,选材的时候矿渣水泥和火山灰水泥这两种种低热的材料要得到很好的选择,如何水泥不合格的话,禁用,否则质量方面就会受到很大的影响。②骨料:选择骨料的时候,卵与碎石的使用就能够达到需要的标准,结合连续的有效配置,标准需求可以得到更好的保证。在选料时应该保证骨料的最大粒径在钢筋最小净距的 3/4 以内。使用泵送混凝土过程中应该采取相应的措施对混凝土的可泵性和控制增加水泥用量进行有效控制。在选择骨料时必须要排除有机杂质的存在,且将含泥量控制在 1%以内。细骨料一般采用粗砂或中砂,且保证含泥量在 3%以内。使用泵送混凝土过程中要保证粗细率在 2.6-2.8 之间为最佳。在混凝土配制过程中需要减少水泥时可适当添加粉煤灰代替,通常需掺入水泥用量 10%的粉煤即可。
防裂措施。梁核心处的温度要想得到有效的降低,就需设两套水箱和循环降温管到梁中,设置的时候沿竖向进行,管理有 25 毫米,两套之间的间距要保持在50 厘米,对混凝土予以升温的时候,混凝土对应的内部热量就会在最大程度上被带走,内部的温度被降低。掺杂
14.75%的粉煤灰将水泥替换掉,这样水化热和水灰比就可被降低,和易性得到很好的提升。缓凝剂的掺入,水化热在被降低的同时,峰值到来的时间也被推迟了。为控制内外温差,降低散发速度,铺设塑料薄膜(共两层)到侧模与梁底模的外面,共同作梁底面,并且演变成为侧面对应的保温层。
4、高层建筑转换层结构施工的几点建议
对截面尺寸较大的转换构件宜按大体积混凝土组织施工。在进行转换结构截面承载力计算和挠度验算时,还需考虑转换结构混凝土徐变、收缩的影响及大体积混凝土的水化热问题。
转换结构的自重以及施工荷载较大,必须对其模板支撑方案进行设计以保证支撑系统有足够的强度和稳定性。搭设支撑时,要求上、下层支撑在同一位置,以保证荷载的正确传递。
当转换结构下层空间高度较大,难以设置脚手架支撑时,一是可采用转换结构采用内埋型钢 (或钢结构) 的办法,型钢 (或钢结构) 可用来支承浇捣混凝土时所需的模板和脚手架,以确保模板和脚手架不致走动。二是采用叠合梁原理将转换梁 (板) 混凝土分两次浇筑,即采用一次形成的钢筋混凝土梁 (板) 支承第二次浇筑的混凝土和施工荷载,形成叠合梁 (板),以解决大梁 (厚板) 的施工荷载的传递问题。
由于转换结构承托的竖向荷载较大,预应力钢筋的用量较多,要采取措施防止张拉阶段预拉区开裂或反拱过大,可采取择期张拉技术或分阶段张拉技术,即待转换结构上部施工数层之后再张拉预应力或分期分批张拉预应力钢筋以平衡各阶段荷载的预应力技术。采用择期张拉的预应力技术在张拉之前转换结构下的支撑必须加强。
5、结语
转换层由于具有可以提供较大的室内空间和为高层建筑物提供大的出入口的优点,在现代建筑中得到广泛应用。但结构转换层的施工难度大,大体积混凝土施工技术要求高,在结构设计时,应综合考虑转换结构的施工支模方案,建立符合实际的力学分析模式,达到设计和施工的统一。本工程采用了上述措施后,工程结构施工效果良好,经过两年的时间观察是安全可靠的。
参考文献:
[1]赵新兵. 高层建筑大梁式转换层施工技术工程实例[J]. 深圳土木与建筑. 2009(01)
1.系统的核心支撑
电力经营管理分析与辅助决策系统以数据仓库为核心技术。数据仓库作为决策支持系统和联机分析应用数据源的结构化数据环境,可以应用到电力的经营管理上,从电力企业海量积累的数据中进行综合的整理分析,近一步的挖掘隐藏信息,而且数据仓库所分析的信息并不只是当前电力企业中所收集到的信息,而是从过去的某一时间到现在的所有数据信息。所以,通过数据仓库可以帮助决策者把握以后的发展趋势,起到一个辅助决策的作用,有利于电力经营管理分析与辅助决策系统的建设。
2.系统的架构组成
数据仓库是作用是将信息归纳处理,并提供给决策人员。它主要由以下几部分组成。第一是数据源,它是数据仓库系统的基础。一般包括电力企业内部处理信息和外部收集信息。内部信息包括数据库管理员所管理的业务数据、处理之后的数据以及公司内各类文档数据资料,而外部信息则包括正常的法律法规、市场收集到信息以及其他电力企业的信息等.。第二是数据的存储与管理,它是整个数据系统的核心。数据仓库的关键所在就是对数据进行存储和处理。面对电力企业的海量数据,他可以进行快速的抽取清理,高效的整合,按照一定的要求进行重组,从而确定出系统的物理存储结构,进行建设。第三是OLAP服务器,主要是对海量的数据进行高效的重组。通过它,系统可以对所需要分析的数据进行有效的集成,按不同的模型重组,方便最终的决策者进行全方位、多角度的分析,并研究其接下来的发展趋势。最后是前端工具,包括各种数据分析、数据查询、数据挖掘等应用开发工具。
3.系统的技术支持
通过数据仓库来实现电力经营管理分析与辅助决策系统必须要有以下的技术支持。首先是ETL技术。通过它将分散的数据文件或数据库等不同数据源的数据进行抽取,然后进行初步的处理,最后加载到数据仓库中,为以后的联机分析处理以及数据挖掘操作提供基础。其次是联机分析处理(OLAP),它具有很强的分析功能、形象的数据操作过程和可视化的分析结果等特点决定了它可以辅助决策。通过可以共享多维的信息,对一个或多个多维数据集可以进行联机数据访问和分析,创建出数据透视表或图来总结数据,使用户或者决策者可以多角度的去观察数据。最后是数据挖掘(Datamining),数据挖掘指的是对海量的数据进行深入的分析,比如情报检索、模式识等,从而发现其中隐藏于数据殊规律的过程。这就可以为决策者推算数据之后的发展趋势提供数据支持。
4.方案的实现价值
(1)通过整合管理不同数据平台的数据,可以满足系统以后的详细分析,可以促进数据的标准化。
(2)解决了原来数据分散、不易进行统计分析等问题,为电力企业的数据整合提供便利。
(3)通过该系统,可以充分分析数据,利用数据,进行深入的挖据,从而提高客户的洞察力和高层决策者的监督力度,方便决策,进而提高电力企业在同行业中的竞争力。
二、电力经营管理分析与辅助决策系统的应用方案
1.方便查询数据
对于电力的经营管理决策者而言,及时的了解数据的最新发展动态,掌握业务情况,做出正确决策非常重要。通过电力经营管理分析与辅助决策系统,使得对数据库以及SQL语言不了解的人也可以进行详细的数据统计分析,只要他们按照规定的业务逻辑就可以完成操作,而且可以以各种可视化的形式查看结果。
2.对数据进行OLAP分析
电力企业通过该系统可以对工作中某一个具体问题进行单独的OLAP分析,节省时间,高效率操作。电力企业的工作人员可以从该系统中获取所收集到相关数据,进行OLAP分析,具体可以通过饼状图、柱状图、折线图等多种形势呈现出来,通过多方位的观察数据和分析,从而得到真实可靠的结论。
3.实时监控、预测
通过该系统,电力企业可以对企业的电费销售进行实时的监控,对广大的用户群生活用电量,甚至是实时银行的收费情况等都能有一个好的统计。另外,该系统可以对电力企业中的业务系统中积累的数据进行深入的分析,比如电压合格率的浮动变化、电价的增加对用电量的影响,供电的可靠性等,从而对隐藏在数据中的规律进行科学的推测,对未来一段时间内的售电量、公司售电收入以及客户的增减进行一个大胆的预测,帮助对企业在近期做一些调整。
三、结语
论文关键词:DT143DA红外测温仪,环境因子,操作因素,解决办法,操作方法
0 前言
温度作为研究物态的重要参数之一,它的精确测量一直是工业的重要需求,非接触式测温从上世纪初的隐丝式光学高温计的出现到现在的多光谱测温仪器的应用,辐射测温技术现在仍然在不断的发展中。辐射测温仪器的制造原理大多数是和黑体辐射定律相关。红外测温也属于辐射测温范畴,在高炉测温时显示了相对于热电偶测温的一系列优越性,动态性好、不破坏温度场的分布、不与铁水接触、节约重金属、可多次使用等等。但是测量过程同时也显示了其相对的不足,测温的抗干扰性不强,易受操作和环境的影响物理论文,测得的温度可靠性不好。现在将针对这些造成测量结果偏差的原因进行定性的分析并指出解决的方法。
2 铁水表面的反射对测温的影响试验
任何的实际物体都有反射外来的光线的能力,铁水表面肯定会反射周围物体的红外辐射,探头接受的光线不只是铁水的辐射,所以测得的数据并不能反映铁水表面的实际红外辐射特性,测出的结果将是不精确的。
2.1包钢高炉现场试验简图与试验数据
在实际测量中未插入铁水和插入铁水中测得的温度是不同的,插入铁水则避免了外界的红外辐射光波,下表时未插入铁水和插入铁水中测得的温度对比表
表2 未插入铁水和插入铁水中测得的温度对比表
Table 2 Molten iron and molten iron is notinserted into the temperature measured in comparison table
图2-a测得铁水温度
1235
1137
1132
1139
1143
图2-b测得铁水温度
1425
1426
1423
关键词:净现值;内含报酬率;资金成本
中图分类号:F275.5文献标识码:A
净现值法与内含报酬率法是长期投资决策分析中两种考虑了货币时间价值的专门方法,广泛应用于单个长期投资方案是否可行的决策分析以及从多个相互排斥的长期投资方案中选取最优方案的决策分析。在对单个投资方案是否可行的决策分析中,两种方法得出的结论完全一致。但在从若干个相互排斥的长期投资方案中选取最优方案的决策分析中,两种方法有可能得到相互矛盾的结论。在此情况下,以什么指标为标准来选择最优方案,就成了一个值得认真研究的问题。
一、两种方法的概念及其优缺点
净现值是指一项长期投资方案未来报酬的总现值(即不包含投资额在内投资方案未来现金净流量的现值之和)与投资额的现值的差额。净现值法则是根据一项长期投资方案的净现值是否大于零来确定该方案是否可行的一种决策分析方法。若净现值大于零,说明该方案的投资报酬率大于资金成本,那么该方案可行;若净现值小于零,说明该方案的投资报酬率小于资金成本,那么该方案不可行。净现值法考虑了货币的时间价值,能够反映各种投资方案的净收益,但该方法不能揭示各个投资方案本身可能达到的报酬率是多少,在资本限量的情况下,只根据各个投资项目净现值的绝对数作出决策还不能实现最大的投资收益。
内含报酬率是指一项长期投资方案实际可望达到的报酬率,用该报酬率对投资方案未来的现金净流量进行折现,能使投资方案未来报酬的总现值正好等于该方案投资额的现值,也就是说,内含报酬率实际上是一种能使投资方案的净现值等于零的报酬率。内含报酬率法,则是根据各备选方案的内含报酬率是否高于资金成本来确定该方案是否可行的一种决策分析方法。若内含报酬率大于资金成本,说明该投资方案的净现值大于零,那么该方案可行;若内含报酬率小于资金成本,说明该投资方案的净现值小于零,那么该方案不可行。如果两个或两个以上相互排斥的备选方案的内含报酬率均大于资金成本,那么应根据具体情况选取最优方案。内含报酬率法考虑了货币的时间价值,反映了投资项目本身的实际投资报酬率,概念也易于理解,但该方法计算过程比较复杂,特别是每年现金净流量不相等的投资项目,要经过反复测算才能计算出内含报酬率,而且仅用此方法进行决策分析有时会作出错误的选择。
二、两种方法比较分析
(一)对财富增长的揭示形式方面的差异。尽管净现值和内含报酬率都是衡量投资项目盈利能力的指标,但净现值能直接揭示投资项目对企业财富绝对值的影响,反映投资效益,使投资决策与股东财富最大化目标保持一致;而内含报酬率与企业财富之间的联系不如净现值明显,在互斥投资项目决策中甚至有可能得出与股东财富最大化目标不一致的结论,因为内含报酬率最高的方案净现值不一定最大。如果企业能以现有资金成本获得所需资金,净现值法能帮助企业充分利用现有资金,获取最大投资收益。
(二)再投资假设方面的差异。净现值法在投资评价中以实际资金成本作为再投资利率,内含报酬率以项目本身的收益率作为再投资利率。相比而言,净现值法以实际资金成本作为再投资利率更为科学,因为投资项目的收益是边际收益,在市场竞争充分的条件下,边际收益受产品供求关系影响呈下降趋势,投资报酬率超出资金成本的现象是暂时的,超额报酬率会逐步趋向于零。因此,以高于资金成本的内含报酬率作为再投资利率不符合经济学的一般原理。如果以高于资金成本的内含报酬率作为再投资利率,必将高估投资项目收益,是一种不稳健的做法。项目的现金流入可以再投资,但再投资于原项目的情况很少,而投资于其他项目的情况居多。因此,以原投资项目内含报酬率作为再投资利率缺乏客观性,而净现值法以实际资金成本作为再投资利率,是对投资收益较为合理的预期。当各年度现金流量正负号出现多次改变时,内含报酬率有可能存在多重解或无解的情况,这是数学符号规则运行的结果,每次现金流量改变符号,就可能有一个新解出现。而净现值法以固定资金成本作为再投资利率,从而避免了这一问题。
(三)指标计算方面的差异。确定各年现金流量后,内含报酬率法要求逐步测算项目的投资报酬率。对于每年净现金流量不相等的投资项目,一般要经过多次测算才能得出结果,计算过程十分繁琐,并且还存在一定的误差。而净现值的计算过程则相对较为简单,计算结果也更准确。如果项目经济寿命期内存在资金成本变动或通货膨胀,净现值法也比内含报酬率法更易于调整。
虽然净现值法在理论上优于内含报酬率法,但在实际工作中,应用净现值法的企业明显少于应用内含报酬率的企业。笔者认为,引起这种理论与实践之间偏差的原因主要在于折现率。因为采用内含报酬率法进行投资项目评估不需要确定折现率,只需要根据内含报酬率高低就可以确定投资方案的先后顺序,从而减轻了实际应用的难度。而且,内含报酬率作为相对数指标,能够直观地反映方案本身的获利水平,且不受其他因素的影响,有利于不同投资方案之间的直接比较。采用净现值法进行投资项目评估,正确选择折现率是关键。因为折现率的高低将影响投资方案的优先顺序,进而影响投资评价的结论。企业可以投资项目的资金成本作为折现率,也可以投资项目的机会成本作为折现率,或者以行业平均资金收益率作为折现率。如果选择的折现率过低,将会使一些经济效益较差的项目通过投资评估,浪费企业有限的资源;如果选择的折现率过高,则会导致一些效益较好的项目不能通过投资评估,从而使企业资金闲置,不能充分发挥现有资源的作用。正是由于折现率不易确定,限制了净现值法的应用范围。内含报酬率备受青睐,还与投资报酬率指标广泛应用于企业经营者业绩考评密不可分。为了提高业绩考评结果,经营者倾向于选择有利于提高企业经营业绩的投资方案。内含报酬率是方案本身的投资报酬率,能直观地反映投资方案的实施对企业经营业绩的影响。因此,投资报酬率指标的风行是内含报酬率得以广泛应用的一个重要原因。
三、互斥投资方案决策分析中评价标准的选择
在单个投资方案是否可行的决策分析中,净现值法和内含报酬率法能够得到相同的结论,即净现值大于零的方案,其内含报酬率必然高于资金成本,反之亦然。从多个相互排斥的投资方案中选取最优方案是一个比较复杂的问题,不少人认为在若干个可行方案中内含报酬率最高的方案为最优方案,对此观点,笔者不敢苟同,应具体情况具体分析。有时内含报酬率最高的方案确实是最优方案,但有时内含报酬率最高的方案未必就是最优方案,问题的关键是应该以什么指标为标准来选择最优方案,一旦确定了正确的评价标准,问题也就迎刃而解了。在互斥投资方案的决策分析中,有时净现值法与内含报酬率法会得到相同的结论,即净现值最大的方案其内含报酬率也最高;有时两种方法可能得到相互矛盾的结论,即净现值最大的方案其内含报酬率却最低。即使两个方案的初始投资和经济寿命都相同,两种方法所得到的结论仍有可能相反。如本文中的方案B和方案C,初始投资和经济寿命都相同,方案B的净现值小于方案C的净现值,但方案B的内含报酬率高于方案C的内含报酬率。这是因为根据再投资理论,净现值法假设项目寿命周期内的现金净流量按资金成本再投资,到项目终了时,B方案的现金净流量的终值为38000×(1+8%)+38000=79040元,小于C方案的现金净流量的终值80,000元。在采用同样的资金成本折现的情况下,B方案的净现值也就小于C方案的净现值。而内含报酬率法假设B方案的再投资利率为其本身的报酬率(17.33%),其现金净流量的终值为38000×(1+17.33%)+38000=82585元,大于C方案的现金净流量的终值80,000元。因此,按内含报酬率法会得出B方案优于C方案的结论。(表1、表2)
可以看出,A方案的净现值最小,但内含报酬率高于C方案;C方案的内含报酬率最低,但净现值在三个方案中最大。也就是说,在多个相互排斥的投资方案的决策分析中,净现值法与内含报酬率法会得出相互矛盾的结论。笔者认为,在此情况下,应以净现值指标作为评价标准,即净现值最大的方案为最优方案。
(作者单位:江苏财经职业技术学院)
主要参考文献:
[1]李天民.现代管理会计学[M].上海:上海立信会计出版社,2008.
关键词:岩质边坡;预应力锚索;加固技术;设计参数;
中图分类号:S611 文献标识码: A
1、前言
在水利水电、交通、煤炭、冶金等领域已大量采用预应力锚固技术,如长江三峡、黄河小浪底及漫湾水电站等一大批水利水电工程中,普遍采用了高强预应力锚索加固技术,然而边坡工程不及时加固或加固设计失误而造成边坡失稳的重大事故也时有报道。因此,作为岩土体改良重要手段的锚固理论与设计方法有待深入研究。
2、决策分析与锚固系统失效模式
2.1 简单风险决策分析的概念
简单风险决策,通常采用决策变量确定一个目标函数"%#,目标函数常以货币量来表示总受益或总费用。最优设计就是用决策变量的值确定受益多少,从中选择受益最大或损失最小的决策变量,其数学模型为:设决策变量集为X1,X2,……Xn;F(X1,X2,……Xn)
为目标函数,使式(1)成立的变量集即为最优变量集:
(1)
在岩锚设计参数中,决策变量通常包括锚固荷载、锚固角、内锚固段长度、锚固间距及锚固体安全储备(包括施工条件、环境因素等难以定量描述的因素对锚固系统失效的影响),在确定决策变量时,还应该针对决策变量的重要程度给予每个变量一定的权重,以更好地反映变量在优化中的显著水平。但由于施工条件与环境因素很难以连续型变量的形式建立与锚固系统失效概率之间的关系,本文将施工条件与环境因素作为确定锚固安全储备的因素来考虑。
2.2决策模型
不失一般性,决策分析通常需要包括以下几部分的内容:可行方案的确定,与每一方案有关的各种可能结果,与每一方案及其结果相结合的有关后果的评价,决策准则的确定,所有方案的系统评价。本文运用决策树的方法建立决策准则,所谓决策树是指将所有决策分析中有关部分组合成一种系统的方式,应用决策树分析方法,有利于优化方案的分析与评价,采用设计的概率模型来估计后果的可能性,而每一后果的满意程度通过功利模型来衡量,一般问题的决策树如图1所示。图中为设计所选用的方案,为方案的可能结果,u()表示相应于方案及结果的功利值。
图1 一般性决策树
在决策分析中,通常采用最大期望经济受益的准则即:设dij表示与第i方案有关的第j个后果的经济价值,Pij为相应的概率,则方案i的期望经济价值为
(2)
其最大期望经济价值为
(3)
2.3锚固系统可能的失效模式
根据岩锚成功与失败的典型实例,利用故障树分析方法,可以得到岩锚支护系统最可能的失效模式有以下几种:
(1)锚索内锚固段沿孔壁拔出(A) 锚索的锚固力主要依赖于内锚固段注浆体与孔壁之间的粘结力(握裹力)。通常因内锚固段长度不够或锚孔孔径偏小、预应力值过大等因素引起内锚固段沿孔壁拔出。
当然,施工质量低劣也是造成此失效模式的一个因素。
(2)钢绞线从注浆体中拔出(B) 注浆体的强度决定索体的握裹力,在注浆体达不到设计要求、施工时残存蜂窝结构及内锚固段长度不够等因素作用下,钢绞线有可能从注浆体中拔出。
(3)群锚失效(C) 一般而言,群锚加固岩质边坡,锚索布置的量越多、锚索间距越小、锚固效果越好。但是,在不同的岩体类型中,由于锚索内锚固段外端周围岩体拉应力的作用,锚索间距太小会引起相邻锚索的相互作用而导致内锚段形成整体拉裂面,从而使锚索整体失效。另外,锚索设计荷载偏小也可能导致锚索整体失效。
(4)钢绞线断裂(D) 造成钢绞线断裂的因素主要有钢绞线存在缺陷,钢绞线之间在张拉过程中受力不均以及设计荷载过大等原因。
3、岩锚支护参数的最优决策设计方法
3.1单束锚索预应力设计值得决策分析
不同荷载单束锚索的失效概率,根据国内外锚索加固资料的统计分析结果见表1。由表1可得:P(3000KN)=0.12;P(1000KN)=0.05。单束锚索的预应力值的具体优化过程如下:设某一边坡,单宽所需锚固力为M(KN),L为锚索所需的长度,由最大期望经济价值准则,便可确定哪一种预应力值。
由锚索失效造成的经济损失可由以下各式计算:1000KN,3000KN级
(4)
3000KN级
(5)
式中E1,E3分别为1000KN,3000KN级锚索的综合单位造价(元/KN·m);P1(T), P3(T)分别为1000KN,3000KN级锚索的失效概率。计算结果表明,在不考虑施工条件时宜选择3000KN级锚索作为加固的首选手段。但在实际工程应用中,还应考虑如施锚区的岩性及施工条件等因素。
表1不同预应力值锚索失效概率统计值
3.2锚固角的最优设计
锚固角主要影响锚索长度的确定,在确定锚固角时,对应于不同锚固角所提供的最大抗滑力与最少投资时的锚固角为最优锚固角,可由以下各式确定:
(6)
式中T´为锚固荷载(KN);为滑裂面倾角;为锚索与水平面之间的夹角即锚固角(水平面以上为正,水平面以下为负);为滑动面内摩擦角。由式(7):
(7)
可求得最大抗滑力锚固角为。但此时的锚索长度最大。为获得最经济锚固角,联合求解式(7),并令,取为极大值即可获得最经济锚固角:
(8)
3.3内锚固段长度的最优确定方法
内锚固段长度不仅影响锚索的长期稳定性,同时直接影响工程造价。研究表明,锚索轴力、剪力的分布集中在内锚固段外端2.0m范围内(占80%)。为计算方便,假定内锚段粘结力沿内锚段全长均匀分布(实际呈不均匀分布),并定义内锚段粘结力与单束锚索设计荷载之差为安全储备S,则有:
(9)
式中D为内锚段直径(m);L为内锚段长度(m);[C2]为岩锚间粘结强度(MPa);Q为轴力(KN)。
剪力t=f(L,N),则由可靠性理论将安全储备表示成功能函数为
(10)
为方便使用,可由式(11)确定内锚固段长度:
(11)
式中L为锚索的长度(m);LO为满足一定FS的内锚段有效受力长度(m);, 为单束锚索的荷载(KN);FS为根据工程重要性所确定的安全系数,其他符号同上。
3.4锚固间距的确定
锚固间距的大小不仅取决于被加固岩体的范围,还与加固荷载的大小及与锚索内锚固段应力叠加相应的锚固间最小距离有关。在实际工程中,确定的锚固间距应尽量使外锚墩下的岩体在锚固荷载作用下的应力能够搭接而又不使内锚段形成统一的拉裂面。
本文应用决策分析理论将锚固间距表示成功利函数的形式:
(12)
式中W为被加固岩体的总加固力(KN);S为可施作锚索的表面积(m2);N为单束锚索的设计荷载(KN);D 为锚固间距(m)。通过式(12)对D求偏导数,便可获得Dmin 。将Dmin与D1,D2进行比较,按式(13)确定合理的锚固间距D:
(13)
式中D1为锚索作用的扰动半径;D2为群锚加固内锚固段应力叠加的合理间距;Dmin为根据决策分析求得的最小锚索间距。