玻璃纖維增強(qiáng)塑料錨桿錨固機(jī)理研究.pdf

1、錨桿在土木工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。以鋼材為原材料的傳統(tǒng)錨桿容易銹蝕，當(dāng)用作地下工程的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，因其更換困難會(huì)對結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性帶來嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。近年來，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、不導(dǎo)電等優(yōu)良特性的復(fù)合纖維增強(qiáng)塑料(FiberReinforcedPolymer,以下簡稱FRP)被引入混凝土結(jié)構(gòu)配筋和加固以及各類錨固工程中。目前，對于FRP錨桿的研究和應(yīng)用相對較少，特別是作為FRP錨桿錨固核心內(nèi)容的錨固機(jī)理，相關(guān)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)與研究成果更加有限。

2、 本文研究的玻璃纖維增強(qiáng)塑料(GlassFiberReinforcedPolymer，以下簡稱GFRP)是一種高性價(jià)比的FRP材料。研究設(shè)計(jì)了一系列的GFRP錨桿拉拔試驗(yàn)，以評價(jià)GFRP錨桿的錨固機(jī)理；同時(shí)，以試驗(yàn)為基礎(chǔ)分析GFRP錨桿的受力性能，推導(dǎo)出描述GFRP錨桿和錨固體承載和變形機(jī)理的模型，編制了模擬GFRP錨桿拉拔試驗(yàn)荷載——滑移全過程曲線的有限元程序，可用于分析錨桿的復(fù)雜受力過程。本項(xiàng)研究為GFRP錨桿相關(guān)設(shè)計(jì)方法、施工

3、要點(diǎn)、質(zhì)量檢測控制標(biāo)準(zhǔn)提供了必要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和分析手段，對推動(dòng)FRP錨桿在錨固工程中的廣泛應(yīng)用有積極意義。 本文的主要研究結(jié)論和成果如下：(1)調(diào)查并評價(jià)了錨桿粘結(jié)性能的試驗(yàn)方法，在標(biāo)準(zhǔn)拉拔試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)之上，建立了符合錨桿力學(xué)性能的改進(jìn)拉拔試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?(2)在改進(jìn)拉拔試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上，對GFRP錨桿在高強(qiáng)砂漿錨固下的錨固性能開展試驗(yàn)研究，重點(diǎn)研究了GFRP錨桿與高強(qiáng)砂漿的臨界粘結(jié)長度、拉拔承載力、平均粘結(jié)強(qiáng)度隨錨桿的粘結(jié)

4、長度的變化、錨桿直徑的變化以及錨固砂漿強(qiáng)度等級的變化進(jìn)行分析評價(jià)，并且分析總結(jié)GFRP錨桿拉拔破壞模式，研究GFRP桿件軸向力的分布規(guī)律。 (3)參考國內(nèi)外對錨桿與砂漿粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系的研究，并結(jié)合改進(jìn)的拉拔試驗(yàn)結(jié)果提出GFRP錨桿與砂漿之間的粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系，并將此本構(gòu)模型用于數(shù)值模擬。 (4)根據(jù)軸對稱有限元的分析方法，建立了錨桿拉拔有限元模型。 (5)采用改進(jìn)的弧長法，追蹤錨桿拉拔的荷載——滑移全過程曲線，并使用面