GFRP錨桿抗拉特征及破壞機理試驗研究.pdf

1、巖土錨固是巖土工程領(lǐng)域的重要分支，在巖土工程中采用錨固技術(shù)，能比較充分地調(diào)動和提高巖土體自身的強度和穩(wěn)定性，縮小結(jié)構(gòu)物尺寸并減輕其自重，顯著節(jié)約工程材料，有效控制巖土體變形，錨固技術(shù)已經(jīng)成為提高巖土體工程穩(wěn)定性和解決復雜巖土工程問題的有效方法之一。錨桿作為地下工程和巖石邊坡的主要支護形式，對工程結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性的維護起著非常重要的作用。隨著錨固技術(shù)的拓寬和發(fā)展，鋼錨桿已廣泛應(yīng)用在邊坡、基坑、隧道、地下工程、壩體、機場、港口、擋土墻、橋臺錨固

2、等工程建設(shè)項目中，并且其應(yīng)用范圍在日益擴大。 然而，工程實踐表明，傳統(tǒng)的鋼錨桿在錨固工程中的應(yīng)用存在著一些突出的問題，如耐腐蝕性較差、自重大、運輸和安裝困難等，鋼錨桿的這些不足一定程度上制約了其應(yīng)用，尤其是鋼筋的腐蝕，不僅影響了結(jié)構(gòu)的耐久性，嚴重時還會出現(xiàn)重大工程事故。 GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)錨桿是以玻璃纖維為增強材料，以合成樹脂為基體材料，并摻入適量輔助劑，經(jīng)拉擠成型技

3、術(shù)和必要的表面處理所形成的一種新型復合材料錨桿，具有比強度高、耐腐蝕性好、可設(shè)計性強、抗疲勞性能好、耐電磁等獨特優(yōu)點。用GFRP錨桿代替鋼錨桿用于工程支護，可在一定程度上克服鋼錨桿的不足，也必將為錨固技術(shù)的發(fā)展開辟更為廣闊的應(yīng)用前景。目前，國內(nèi)外對GFRP錨桿的研究和應(yīng)用相對較少，在設(shè)計理論和生產(chǎn)應(yīng)用方面幾乎處于空白，為推動其在錨固工程中的廣泛應(yīng)用，本文結(jié)合廣東省交通科研項目(項目名稱：GFRP錨桿加固高邊坡試驗研究；編號：2004-1

4、7)，主要進行了兩個方面的實驗，一方面是用自行設(shè)計的螺紋耦合半模鋼夾具進行了GFRP錨桿桿體單拉實驗，其目的是得出GFRP錨桿的抗拉強度特征并對該試驗方法的合理性進行探討，另一方面是設(shè)計并制作了3個錨桿結(jié)構(gòu)室內(nèi)拉拔試驗模型，進行了3次2個構(gòu)件的并行破壞性試驗，其目的是全面了解GFRP錨桿的破壞機理及不同砂漿體強度條件下桿體可能的破壞形式，根據(jù)試驗發(fā)生的現(xiàn)象和對試驗測試所得數(shù)據(jù)的分析，得出了一系列結(jié)論，其主要研究成果如下： (1)

5、通過分析三個批次試驗的91個試件的結(jié)果，提出了一種簡便可行的直接測定GFRP螺紋筋材抗拉強度的拉伸試驗方法；提出了不同截面大小GFRP螺紋筋材受拉過程可能的破壞形式；提出了GFRP螺紋筋材受拉過程的應(yīng)力應(yīng)變曲線的合理形態(tài)特征；推薦使用GFRP錨桿抗拉強度試驗裝置聯(lián)合電子引伸計的方法進行GFRP螺紋筋材抗拉試驗；分析了GFRP筋材抗拉強度與幾何尺寸的關(guān)系和抗拉強度的離散性的內(nèi)在原因； (2)設(shè)計了室內(nèi)拉拔模型試驗，根據(jù)試驗發(fā)生的現(xiàn)