玻璃纖維增強塑料錨桿錨固機理研究.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、耐腐蝕、不導(dǎo)電等優(yōu)良特性的復(fù)合纖維增強塑料(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)容的錨固機理，相關(guān)的試驗數(shù)據(jù)與研究成果更加有限。

2、 本文研究的玻璃纖維增強塑料(GlassFiberReinforcedPolymer，以下簡稱GFRP)是一種高性價比的FRP材料。研究設(shè)計了一系列的GFRP錨桿拉拔試驗，以評價GFRP錨桿的錨固機理；同時，以試驗為基礎(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理的模型，編制了模擬GFRP錨桿拉拔試驗荷載——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。本項研究為GFRP錨桿相關(guān)設(shè)計方法、施工

3、要點、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)查并評價了錨桿粘結(jié)性能的試驗方法，在標(biāo)準(zhǔn)拉拔試驗?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?zāi)Ｐ汀?(2)在改進(jìn)拉拔試驗?zāi)Ｐ偷幕A(chǔ)上，對GFRP錨桿在高強砂漿錨固下的錨固性能開展試驗研究，重點研究了GFRP錨桿與高強砂漿的臨界粘結(jié)長度、拉拔承載力、平均粘結(jié)強度隨錨桿的粘結(jié)

4、長度的變化、錨桿直徑的變化以及錨固砂漿強度等級的變化進(jìn)行分析評價，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