纤维增强塑料锚杆锚固性能的数值分析

以建立的纤维增强塑料锚杆在岩土体中的粘结锚固基本方程为基础,结合纤维增强塑料锚杆的连续光滑粘结–滑移本构关系模式,提出了纤维增强塑料锚杆锚固性能分析的数值计算方法,并通过与FRP锚杆锚固试验结果对比确定有关参数。将数值计算结果与锚固试验结果以及理论计算结果进行了对比分析,验证了数值模拟方法的正确性。     

循环荷载作用下可回收锚杆抗拔机理研究

目前有关可回收锚杆在循环荷载作用下的锚固机理研究较少,本文通过6组可回收锚杆拉拔试验,探讨不同锚固端锚板直径对该类锚杆变形破坏特征的影响,揭示可回收锚杆在循环荷载与极限荷载下的拉拔性能、破坏特征以及水泥砂浆锚固体应力应变分布等规律。研究表明:该新型可回收锚杆常出现杆体连接破坏和水泥砂浆破坏两种破坏模式;水泥砂浆锚固体靠近拉拔端部分受压,靠近锚固端部分受拉;水泥砂浆锚固体的破裂面形态与监测元件获得的最大剪应力方向一致。同时,针对可回收锚杆杆体与锚板的连接破坏提出了可回收锚杆应注意加强螺纹处强度的建议。研究成果对可回收锚杆的工程应用及设计具有借鉴意义。     

基于双指数剪切滑移模型的全长锚固锚杆荷载传递机制分析

为了准确分析全长锚固锚杆荷载传递机制,提出以锚固界面的双指数曲线剪切滑移模型和锚杆线性强化弹塑性本构模型为基础的数值模型,并通过拉拔试验验证此模型,然后基于此模型分析不同锚固长度的锚杆中载荷传递规律,探讨锚固长度为1.5m的锚杆中轴向应力和剪应力分布情况。结果表明此数值模型能够很好的描述锚杆在拉拔荷载作用下发生界面滑脱失效和拉伸破坏2种破坏形式,以及能够准确判断在整个拉拔历程中锚杆是否发生屈服,试验结果验证了该模型的合理性。     

地下洞室全长黏结式锚杆动力有限元模拟

基于锚固体基本受力方程,推导了锚杆与围岩荷载传递控制方程,并采用有限差分格式将其转化为线性方程组,结合围岩自由变形位移,考虑锚固体界面的损伤进行修正,通过迭代求解获得锚固体位移,进而得到锚固体正应力和界面剪应力沿杆长分布规律,形成了一种考虑地震作用下锚固体界面剪切损伤的锚杆动力算法。首先通过静力算例计算,验证了该算法的合理性;然后应用于工程实例的动力计算,结果表明,该算法能较好地模拟锚杆支护效果,锚固体受力符合中性点理论,地震过程中锚杆正应力随时间呈不断增加的趋势,锚头附近部位的界面剪应力较大,地震作用下最易损伤破坏。     

地下洞室全长黏结式锚杆动力有限元模拟EI北大核心CSCD

基于锚固体基本受力方程,推导了锚杆与围岩荷载传递控制方程,并采用有限差分格式将其转化为线性方程组,结合围岩自由变形位移,考虑锚固体界面的损伤进行修正,通过迭代求解获得锚固体位移,进而得到锚固体正应力和界面剪应力沿杆长分布规律,形成了一种考虑地震作用下锚固体界面剪切损伤的锚杆动力算法。首先通过静力算例计算,验证了该算法的合理性;然后应用于工程实例的动力计算,结果表明,该算法能较好地模拟锚杆支护效果,锚固体受力符合中性点理论,地震过程中锚杆正应力随时间呈不断增加的趋势,锚头附近部位的界面剪应力较大,地震作用下最易损伤破坏。     

BFRP砂浆锚杆锚固黏结性能试验研究

通过6组BFRP砂浆锚杆拉拔试验,研究了BFRP砂浆锚杆的锚固黏结性能,分析了锚固长度、筋材直径、筋材表面特征对其黏结-滑移关系、锚杆杆体轴力分布、锚杆界面剪切应力分布的影响。结果表明：试验条件下水泥砂浆强度为27.49 MPa时,试件的破坏形态分为拔出破坏和劈裂破坏两类;锚固长度由5cm增加至10、15 cm时,黏结强度分别降低42.5%、67.78%;筋材直径由12.6 mm减至10、8 mm时,黏结强度分别增加20.61%、42.22%;与光面BFRP筋相比,黏砂BFRP筋黏结强度增加4.42%,峰值滑移量减少24.21%;锚杆杆体轴力自加载端沿杆体呈降低趋势,极限荷载时,杆体轴力均传递至锚固末端,BFRP砂浆锚杆有效锚固长度大于15 cm;锚杆界面剪切应力分布呈先上升后下降的单峰形式,峰值位置随荷载增加逐渐向锚固末端转移,同一荷载等级下,随锚固长度的增加,峰值应力越高。     

FRP筋锚杆锚具的有限元参数化设计

在岩土工程中通常采用锚固技术来提高岩土体自身的强度和稳定性。钢锚杆几乎应用于土木建筑领域的各个方面,并且应用领域日益扩大,然而由于其防腐性能差、自重大、运输安装困难等缺陷在一定程度上制约了它的应用,尤其是钢锚杆的腐蚀问题,不仅影响结构的耐久性,严重时还会出现重大工程事故。纤维增强塑料筋锚杆为锚固技术在岩土工程中的应用开辟了更为广阔的前景。针对施工中常用的钢套粘结式锚固系统,采用有限元软件ANSYS建立模型,分析了在正常使用状态下,锚固系统各组件之间界面上的应力分布,同时还对影响锚固性能的几个关键因素进行探讨,为此类锚固系统的设计、计算以及其它形式粘结型锚具的设计、分析、优化提供参考。     

FRP锚杆工程特性的室内外试验研究

纤维增强塑料(简称FRP)筋是一种新型的复合材料,本文介绍了FRP锚杆的特点,同时通过室内试验和现场试验,对其拉拔破坏模式、粘结强度、拉拔承载力、锚固反应与钢锚杆进行了对比分析,阐述其锚具设计方法和施工质量检测方法。试验证明,FRP锚杆具有良好的力学性能,能够满足边坡锚固的设计要求,具有很高的推广应用价值和广阔的发展前景。     

新型玻璃纤维增强塑料砂浆锚杆的黏结性能试验研究

锚杆广泛应用于隧道、边坡、地下硐室开挖及支护工程中。通过锚杆的支护加固，岩土体的强度和稳定性能够得到显著的改善和提高。传统的钢锚杆在不良地质条件下存在锈蚀严重的缺点，给支护结构的安全性和耐久性带来严重威胁。玻璃纤维增强塑料具有轻质、高强、耐腐蚀等优良特性，是代替钢筋制作锚杆的理想材料之一。在经典拉伸试验模型的基础上，结合锚杆本身的受力特性，建立一种改进的拉伸试验模型，并且根据此试验模型，对直径分别为10，13，16mm的表面经过喷砂和缠绕纤维束处理的玻璃纤维增强塑料锚杆，以及直径为25mm的螺纹钢进行拉伸试验，试样的总数量为24组。试验采用强度等级为C60的混凝土模拟岩体，并采用强度等级分别为41．5，55．5MPa的砂浆作为锚固剂。在试验结果基础上，对玻璃纤维增强塑料锚杆的拉拔破坏模式、临界黏结长度、拉拔承载力、平均黏结强度以及与钢锚杆拉拔性能的比较进行研究讨论，对砂浆锚固玻璃纤维增强塑料锚杆的黏结性能进行系统全面的分析评价，为推广玻璃纤维增强塑料锚杆的工程应用、相关规范的制定，以及进一步研究工作提供一定数据储备和理论支持。     

装配式混凝土剪力墙上下层钢筋间接搭接单向拉伸试验及有限元模拟

进行了6个间接搭接试件的单向拉伸试验,结果表明所选取的搭接长度能够满足承载力要求,但搭接长度为1.0倍和1.2倍设计锚固长度的两个试件在连接筋屈服前就发生自由端滑移,根据应变分布变化及对比结果,建议设计搭接长度取为设计锚固长度的1.5倍。采用ABAQUS中Spring 2非线性弹簧单元对锚固拉拔试验和本试验进行了有限元模拟,结果表明采用Spring 2单元可以准确模拟锚固拉拔试验,对于连接筋连接试验,计算所得加载曲线和自由端滑移规律与试验相符,但连接筋应力分布有较大差别。