GFRP锚杆与水泥混凝土粘结性能研究

利用拉拔试验,分别研究粘结长度、筋材直径、螺纹间距、螺纹深度、喷沙量、混凝土强度对GFRP锚杆与水泥混凝土粘结性能的影响,研究结果表明:随着粘结长度的增大,峰值粘结强度有所降低,峰值粘结强度对应的加载端滑移呈先增大后线性减小趋势;GFRP锚杆直径增大,GFRP锚杆与混凝土的粘结强度有所降低,峰值粘结强度对应的滑移值增大;当螺纹间距≤1.0d时,对控制滑移位移有较明显的作用,但对峰值粘结强度的影响不显著;随着螺纹深度的增大,GFRP锚杆的峰值粘结强度、加载端峰值滑移先增加,后略有下降;当GFRP锚杆经表面喷砂处理后,粘结强度有所增加,且粘结强度峰值对应的自由端滑移较小;混凝土强度对GFRP锚杆的粘结性能、粘结强度峰值自由端滑移量的影响较小。     

螺纹GFRP筋与混凝土黏结性能试验与理论计算

为研究螺纹玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋与混凝土界面的黏结性能,选用不同直径的GFRP筋材制备3组拉拔试件,标准养护28 d后开展中心拉拔试验.试验结果表明:GFRP筋与混凝土的黏结强度随其直径的增大而增大,拉拔试件的破坏模式和黏结应力-滑移曲线也随之变化;当GFRP筋直径较小(8、12 mm)时,拉拔试件主要发生...     

混凝土中玻璃纤维筋黏结强度试验研究

文章基于室内拉拔试验研究不同混凝土强度及埋长下的GFRP锚杆极限承载力,研究了GFRP筋与混凝土间的粘结破坏机理,分析了拉拔过程中GFRP筋材的破坏形式及粘结应力变化规律,试验结果表明:拉拔试验过程中GFRP筋表现出筋材拔出破坏、混凝土劈裂破坏、筋材拉断三种不同破坏形式;玻璃纤维筋与混凝土间的平均粘结强度随着混凝土强度的增大而近似成线性增加,且增加幅度随着锚固长度越长而越发明显;玻璃纤维筋与混凝土间的粘结强度随埋长的增加而先小幅增大,达到一定值后小幅减小;GFRP筋埋长越大,纵向上的粘结应力分布越不均匀。     

GFRP抗浮锚杆在基础底板中的锚固性能现场试验研究

通过现场拉拔破坏性试验,测得不同直径的GFRP抗浮锚杆在基础底板内的极限承载力和滑移量,并与实际工程中不同形式的钢筋抗浮锚杆作比较,分析其承载性能和粘结特性。研究表明,在相同的混凝土强度与养护条件下,相同直径的GFRP抗浮锚杆的极限承载力、平均粘结强度与钢筋抗浮锚杆相比较高,且GFRP抗浮锚杆的变形能够满足实际工程需求,充分验证了GFRP材料用作抗浮锚杆的先进性与合理性。基于试验结果与理论分析,给出了GFRP抗浮锚杆与基础底板的最佳锚固面积,并提出了计算公式。     

黏砂变形GFRP筋与约束混凝土之间的黏结性能

基于30个Losberg拉拔试验,对黏砂变形GFRP筋与采用箍筋约束的混凝土之间的黏结性能进行了较为系统的研究.研究表明:GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移(τ-s)曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段、二次上升段以及残余下降段;对于采用箍筋约束的GFRP筋试件,均只发生拔出破坏,而对于无箍筋约束的GFRP筋试件,其破坏模式包括拔出和劈裂两种;与无箍筋约束的GFRP筋试件相比,GFRP筋与约束混凝土之间的黏结强度增加了0％～16％,而达到黏结强度时对应的滑移量则提高了1.20～2.76倍.在考虑GFRP筋直径、黏结长度、体积配箍率等因素的基础上,建立了GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移本构模型.     

FRP筋与混凝土粘结性能试验研究

FRP筋与混凝土的粘结性对工程结构的耐久性有着至关重要的影响。粘结性的影响因素有:筋直径、粘结长度、筋表面情况等。通过制作13个拉拔试块进行粘结性的试验研究,试验采用中心拉拔方式进行。试验采用直径20和25的FRP筋,埋置深度为直径的3~5倍,观察试验中的试件破坏形态有FRP筋拔出破坏和混凝土劈裂片破坏,根据拔出荷载来计算二者的粘结强度。分析GFRP筋拉拔承载力与直径和埋深的关系表明:拉拔承载力随着直径和埋深的增大而增大,而增长率逐渐减小。随着直径与粘结长度的增大,GFRP筋与混凝土之间的粘结强度逐渐减小。     

低温下混凝土中钢筋锚固性能的试验研究

通过锚杆拉力计控制加载,进行中心直接拔出试验,得出四个不同温度段下变形钢筋与混凝土的粘结滑移曲线;揭示-25℃~15℃间温度变化对粘结强度的影响规律;同时得出不同混凝土强度(C20、C30、C40)、相对锚固长度恒定(la/d=5)且钢筋直径不同(12 mm、14 mm、16 mm)对粘结强度的影响,进一步验证了之前的试验研究。     

碳纤维塑料筋锚杆界面粘结强度试验研究

研制开发了适用于碳纤维塑料(CFRP)筋锚杆的夹片式锚具.在此基础上,通过48个试件的拉拔试验,在国内首次对碳纤维塑料筋锚杆与多种粘结介质之间的界面粘结强度进行了研究.研究表明:碳纤维塑料筋锚杆具有较高的界面粘结强度;碳纤维塑料筋的直径对锚杆粘结强度的影响不明显;当滑移值为0.3~0.4 mm时,碳纤维塑料筋锚杆的粘结应力达到最大,相比之下,钢绞线锚杆的粘结应力最大值发生在滑移值为20 mm左右时.此研究结论为碳纤维塑料筋锚杆在岩土锚固工程中的应用提供了依据和参考.     

GFRP筋-混凝土协同工作性能研究

从理论和实验方面研究了GFRP筋与混凝土的协同工作性能。制作9组GFRP筋-混凝土标准拉拔试件和3组钢筋混凝土标准拉拔试件,通过拉拔实验获得GFRP筋从混凝土中拔出时的破坏特征和GFRP筋与混凝土的粘结强度-滑移曲线。通过获得的数据和现象分析GFRP筋混凝土粘结强度的影响因素、粘结-滑移曲线的特征。为GFRP筋混凝土结构的应用、推广提供了参考和理论依据。     

GFRP筋的砂浆粘结性能试验研究

通过将GFRP筋植入砂浆试块中进行拉拔试验,以研究GFRP筋直径、锚固长度和砂浆强度对GFRP筋与砂浆之间粘结性能的影响。试验结果表明,平均粘结强度随锚固长度或砂浆强度的增大而增大,但随GFRP筋直径的增大而减小。另外,粘结滑移曲线剪切刚度随砂浆强度或GFRP筋直径的增大而增大,随锚固长度的增大而减小。     

拉拔条件下GFRP筋与混凝土粘结强度试验研究

采用Canadian Standards Association(CSA)标准规定的拉拔试验方法,考虑GFRP筋的种类、组分、直径、表面处理方法、肋间距、肋高度、肋宽度等因素,对GFRP筋与混凝土之间的粘结强度进行了试验研究。研究结果表明:试件的粘结破坏有筋表面变形的剪切、变形的脱落和肋间混凝土被剪碎三种形式;GFRP筋与混凝土的粘结强度低于钢筋与混凝土的粘结强度,大约为钢筋与混凝土粘结强度的65%~87%;GFRP筋的种类、直径、表面处理方法、肋高度、肋间距和肋宽度等因素对粘结强度的影响显著,但GFRP筋组分的影响不大;当肋间距为GFRP筋直径、肋高度为GFRP筋直径的6%时,GFRP筋与混凝土的粘结强度最高。     

岩石GFRP抗浮锚杆承载性能室内试验与机理分析

基于4根岩石GFRP抗浮锚杆的室内足尺拉拔破坏性试验,探讨了风化岩地基中全长黏结GFRP抗浮锚杆的界面黏结特性和承载性能,揭示了GFRP锚杆的细观破坏机理。结果表明:GFRP抗浮锚杆发生拔出破坏,主要是由螺纹表面劣化所引起的剪胀破坏;直径25mm、灌浆体强度M30、锚固长度1.3和0.55m的GFRP抗浮锚杆的极限抗拔承载力分别为255、195kN,满足工程抗浮要求;GFRP抗浮锚杆杆体与灌浆体界面平均黏结强度介于2.41~5.10MPa之间,高于《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》(GB 50086—2015)中钢锚杆与灌浆体的黏结强度推荐值。     

砂浆粘结GFRP锚杆试验研究

通过对直径为 2 5mm的GFRP螺纹杆的材性试验和灌浆锚固下的拉拔力测试试验 ,研究了GFRP锚杆的锚固性能。研究表明 ,GFRP螺纹杆的抗拉能力高于同等直径的钢筋 ,但是 ,并没有充分发挥GFRP材料的潜力。从拉拔力试验看到 ,GFRP材料的荷载 -滑移曲线与螺纹钢相似 ;GFRP螺纹杆能承受的最大拉拔力比同直径螺纹钢要小 30 %左右 ,表明一般的砂浆锚固不能充分发挥GFRP的材料优势。     

钢筋抗浮锚杆外锚固承载性能试验研究

通过专门设置的现场拉拔试验,测定几种钢筋抗浮锚杆外锚固(与基础底板锚固)极限抗拔承载力和滑移量,分析其承载性能和受力机理。研究表明,在标号C30混凝土底板中,相同直径与弯曲半径,不同竖直锚固长度与弯折长度的钢筋抗浮锚杆,均发生拔断破坏,破坏荷载均大于340kN,最大滑移量为11~21mm,各锚杆断裂位置均发生在距混凝土表面7~9cm处,与同等试验条件下不弯折的钢筋抗浮锚杆相比,极限承载力较大,且破坏特征不同;弯曲处理后的钢筋抗浮锚杆与混凝土之间平均粘结强度随着滑移量的增大而提高,随着外锚固长度的增加而降低,与混凝土之间的平均粘结强度的增加速率随滑移量的增大而减小。     

大直径内置光纤光栅玻璃纤维增强聚合物锚杆梁杆黏结试验

 纤维增强聚合物筋是一种新型复合材料,具有优异的力学性能和耐腐蚀性能,用其替代钢筋用于边坡加固是解决锚杆耐久性问题的途径之一。采用内置光纤光栅的GFRP筋制作锚杆结构模型,用空心液压千斤顶施加拉拔荷载,用光栅传感技术监测杆体应变,研究大直径喷砂GFRP锚杆在框架梁锚固条件下的受力破坏机制。研究表明,本试验大直径25 mm GFRP锚杆在拉拔力、平均黏结强度方面均达到相同直径螺纹钢筋锚杆的设计指标,最合理的框架梁厚度为30～40 cm;瞬时荷载循环对GFRP锚杆界面黏结状态无明显影响;持续荷载作用下杆体界面的黏结状态会发生蜕化,随时间延续蜕化向深部扩展,荷载越大扩展深度越大,蜕化速度越快;光纤光栅监测技术是发现和观察锚杆界面黏结状态蜕化过程的有效手段。     

不同加载路径下玻璃纤维复材筋黏结性能试验研究

玻璃纤维复材(GFRP)筋与砂浆的黏结性能是其应用于土钉支护结构中重要的参数。对6组不同直径和不同埋深的GFRP筋砂浆拉拔试件进行单调和循环拉拔试验,研究GFRP筋与砂浆黏结性能。结果表明:GFRP筋在砂浆中的拉拔破坏模式与长度锚固相关;砂浆强度对20筋体极限黏结强度影响不大,而对22、25筋体的黏结强度发挥有影响;分级循环加载拉拔中,黏结滑移曲线均会发生斜率的变化,且在拉拔力卸载后出现一段残余变形,存在非线性变形,在化学胶着力消失后,滑动摩擦力与机械咬合力呈现线性特征;GFRP筋与砂浆黏结滑移本构模型中,τ-s曲线上升段与改进的BPE模型的上升段趋势吻合,但还需进一步研究模型参数。     

全螺纹GFRP黏结型锚杆锚固性能试验研究

 通过全螺纹GFRP锚杆的改进拉拔试验,测试与分析全螺纹GFRP锚杆在锚固工程中与岩体的黏结性能,并推导出GFRP锚杆的锚固承载力设计公式,给出GFRP锚杆锚固设计各参数的确定方法,以便于全螺纹GFRP锚杆在工程中的应用。试验测试项目包括砂浆强度、锚固长度、锚杆直径等对于全螺纹GFRP锚杆锚固力的影响,以及GFRP锚杆杆体黏结应力分布。测试发现：锚固力随砂浆强度、锚固长度、锚杆直径的增大而增大;黏结强度则随砂浆强度等级增大,但随锚固长度和锚杆直径的增大而减小。分析认为：采用全螺纹GFRP锚杆进行工程锚固时,全螺纹GFRP锚杆的直径可取12～32 mm,锚固长度应大于20倍的锚杆直径,锚固砂浆的强度等级为M15以上。     

GFRP筋与胶合木粘结锚固性能试验研究

通过对9个GFRP植筋胶合木试件的粘结性能试验,对植筋试件的破坏形态、破坏机理及粘结锚固性能进行了初步研究。试验结果表明:该类试件的破坏模式主要有拉拔端木材劈裂破坏、胶层剪切破坏和复合型破坏;当GFRP筋直径为16 mm,锚固长度为120 mm,180 mm,240 mm时,试件破坏荷载呈逐渐增大趋势,分别为49.50 kN,64.33 kN和84.87 kN,而粘结剪应力平均值逐渐降低;通过数据分析,发现粘结剪应力在靠近试验端10～30 mm范围内出现峰值,大小为均值的2～4倍;GFRP筋的有效粘结锚固长度约为锚固长度的1/2。研究表明,胶合木和GFRP植筋之间具有良好的粘结锚固性能,在木结构工程领域具有一定的应用前景;同时今后尚需开展更多试验研究和理论分析工作,以期为工程应用提供更多参考。     

纤维增强材料锚杆-砂浆界面黏结行为及模拟分析

研究纤维增强材料(FRP)锚杆与砂浆的黏结-滑移行为对岩土锚杆结构的拉拔性能、设计理论及工程应用具有重要的理论意义。通过对玻璃纤维增强材料(GFRP)锚杆与砂浆界面黏结性能的试验,获取锚杆内力分布规律及锚杆界面任一点的黏结应力与滑移的变化规律,提出组合函数界面模型用来描述GFRP界面的单峰值非线性位移软化特性,并通过ABAQUS的子程序FRIC对GFRP砂浆锚杆的拉拔试验进行数值模拟。结果表明:该界面模型能反映GFRP砂浆锚杆的极限抗剪强度、残余抗剪强度及界面的变刚度特性,模型参数物理意义明确。     

GFRP筋与珊瑚混凝土黏结性能的试验研究

针对玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋与珊瑚混凝土间的黏结行为研究较少,进而影响到相关结构计算及性能分析等问题,开展了GFRP筋与珊瑚混凝土黏结性能的拉拔试验研究,分析了GFRP筋与珊瑚混凝土黏结破坏的受力过程和黏结-滑移曲线特征,以及相对保护层厚度、黏结长度和珊瑚混凝土材料特性等因素对GFRP筋与珊瑚混凝土黏结强度的影响.结果表明:GFRP筋与珊瑚混凝土的黏结强度能够满足一般工程需要,GFRP筋与珊瑚混凝土黏结破坏的受力过程、黏结-滑移曲线特征、黏结机理、破坏形态与GFRP筋-普通混凝土的黏结行为较为接近;各影响因素中,黏结长度、相对保护层厚度、GFRP筋直径及表面状况对GFRP筋与珊瑚混凝土黏结强度及破坏形态影响较大.