玻璃纤维筋抗浮锚杆在某工程中抗拔试验研究与应用

抗浮锚杆已在我国地下工程应用中广泛应用,但玻璃纤维筋抗浮锚杆的研究与应用较少。文章通过在安徽合肥某工程中应用,并对玻璃纤维筋抗浮锚杆进行抗拔试验,采用三次循环基本试验验证了玻璃纤维筋作为抗浮锚杆的可行性,满足工程的设计要求;同时研发一种玻璃纤维筋与钢筋特殊连接方式,解决了玻璃纤维筋与筏板基础的连接技术难题,为玻璃纤维筋在地下工程应用提供设计、施工依据。     

FRP筋力学性能指标及试验方法研究

对表面粘砂玻璃纤维筋、碳纤维筋试验方法、基本力学性能进行试验研究,测试FRP筋的抗拉强度、弹性模量及延伸率等主要力学性能指标;对FRP筋试验过程、试验方法、破坏形态进行详细介绍,通过对试验结果进行处理,提出了用于构件设计的力学性能指标,供工程技术人员参考。     

全长黏结玻璃纤维增强聚合物锚杆破坏机制拉拔模型试验

玻璃纤维增强聚合物是一种由树脂基体和玻璃纤维复合而成的新材料,具有抗拉强度高、耐腐蚀、自重轻等优良特性,其取代钢筋用于岩土工程的趋势在逐年增长,玻璃纤维增强聚合物锚杆也是一种新的正在探索的应用形式。为研究玻璃纤维增强聚合物锚杆用于永久加固工程的可行性,需要在玻璃纤维增强聚合物筋材的抗拉、耐腐蚀、蠕变性能等方面进行系列试验,通过拉拔模型试验的方法研究全长黏结玻璃纤维增强聚合物锚杆结构的破坏机制。共设计制作3个锚杆结构模型,进行3次2个构件的并行破坏性试验,根据试验发生的现象和分析试验测试数据得到的结果,肯定玻璃纤维增强聚合物锚杆拉拔试验模型的合理性,说明砂浆体强度与锚杆的应力传递深度的关系,指出玻璃纤维增强聚合物螺纹锚杆剪应力的峰值特征和随荷载增加的变化趋势,结合砂浆体内的应力分布特征,充分论证玻璃纤维增强聚合物螺纹锚杆结构的可能的破坏形式和破坏机制,在砂浆体强度较高的情况下,可能发生锚杆的拉断破坏,也可能发生剪切破坏,轴向拉应力先达到锚杆的抗拉强度则会在自由段发生拉断破坏,最大剪应力先达到纤维丝的抗剪强度则会在锚固段内先发生剪切破坏。     

引江济淮软岩钢筋、GFRP筋锚杆承载差异试验

引江济淮试验工程采用锚杆加固河道软岩边坡。通过对钢筋、玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋锚杆实施现场拉拔试验以及锁定观测试验,研究钢筋和GFRP筋锚固性能差异。研究结果表明,试验软岩边坡下,GFRP筋锚杆承担的极限荷载大于钢筋锚杆,具有更高的界面黏结强度,GFRP筋锚杆为杆体拉断破坏,钢筋锚杆为杆体拔出破坏;GFRP筋锚杆的有效锚固长度小于钢筋锚杆,GFRP筋杆体轴力沿深度衰减速率大于钢筋锚杆,GFRP筋锚杆与胶结体具有更好的变形协调性;GFRP筋锚杆的预应力衰减率小于钢筋锚杆,锚杆预应力衰减缘自于界面黏结蜕化,围岩扰动对锚杆预应力衰减有直接影响;GFRP筋锚杆的锚固性能优于钢筋锚杆,界面黏结状态出现蜕化的剪应力水平高于钢筋锚杆。     

火灾高温下玻璃纤维筋的力学性能研究

针对土木工程中所用的纤维筋耐火能力问题,对27组,共100根玻璃纤维(GFRP)筋试件在火灾高温时的力学性能进行了试验研究,试验中主要考虑了温度和受火时间的影响,得到了火灾高温中和火灾高温后玻璃纤维筋的抗拉强度和弹性模量。试验结果证明:玻璃纤维筋的力学性质表现出明显的阶段性,110°C时粘结胶体逐渐软化而丧失粘结能力,但温度下降后其粘结强度还可以恢复;190°C时粘结胶体已基本碳化,其粘结性能将不能再恢复。因为受到火灾高温的影响,玻璃纤维筋的强度和弹性模量均会下降,若所经历的最高温度低于190°C,其力学性能还可恢复;若高于190°C,将不能再恢复。这些试验结果可以用于玻璃纤维筋增强混凝土结构抗火设计中。     

连续玻璃纤维筋的基本力学性能研究

连续玻璃纤维筋具有较好的力学性能和抗侵蚀能力 ,用其代替钢筋可解决混凝土结构的耐久性问题。本文通过试验测试了连续玻璃纤维筋的基本力学性能指标。在此基础上 ,对其代替钢筋的可行性进行了分析。结果表明 ,通过适当的设计 ,连续玻璃纤维筋完全可用于预应力混凝土结构中 ,发挥其优良作用     

玻璃纤维增强塑料锚杆杆体的力学性能研究

高性能的GFRP杆体是提高GFRP锚杆高性能的关键,GFRP杆体的力学性能指标是指导锚杆设计施工的重要参数。本文通过GFRP筋进行基本力学性能试验,测定了GFRP筋的极限抗拉强度、弹性模量、延伸率、应力-应变关系以及筋的抗剪强度,证实了GFRP筋可以代替钢筋应用在岩土锚固工程中。     

混凝土碱性环境下玻璃纤维增强聚合物筋力学性能研究

通过模拟研究对碱性环境下玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋的力学性能试验。分析了不同温度、侵蚀条件对GFRP筋拉伸性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线荧光光谱(XRF)的微观试验,分析腐蚀前后GFRP筋力学性能变化时对应的GFRP筋表面形貌、内部结构和化学组成的变化,从而揭示GFRP筋在碱性环境下的性能劣化机理。     

GFRP锚杆拉伸及剪切力学性能试验研究

玻璃纤维增强塑料(GFRP)是一种通过拉挤工艺形成的树脂和玻璃纤维复合新材料,该材料具有抗拉力学性能优越和耐腐蚀性能好的特点,其优越的抗腐蚀性能可以解决工程中诸多耐久性问题。本文采用直径为3～40 mm共18种不同直径的GFRP锚杆试件进行拉伸及剪切试验,研究了GFRP锚杆拉伸及剪切力学性指标,分析了荷载下材料破坏模式,研究结果表明GFRP锚杆应力-应变曲线呈直线型,材料具有强度高、脆性破坏的特征,并依据试验数据给出了抗拉强度、抗剪强度及弹性模量建议值。同时,数据表明GFRP锚杆与混凝土具有较好的变形协调性。该研究可为相关工程应用提供参考。     

GFRP筋在国内地下工程应用研究

近些年来,由于玻璃纤维增强聚合物筋具有抗拉强度高和环境友好等众多的优点,吸引了许多的学者开始对其展开研究。通过查阅国内大量文献,总结了GFRP筋在国内原位试验、室内试验、数值模拟、锚具的设计等方面的研究展开情况,发现GFRP筋在室内、现场试验以及数值模拟方面的研究较多且进展顺利,但在锚具设计方面错综复杂,还未充分利用玻璃纤维锚杆的抗拉强度等优势,有待进行进一步研究;另外在GFRP筋的设计施工等方面还未形成较为统一的规范标准。     

玻璃纤维增强聚合物锚杆承载特征现场试验

锚杆支护方法在岩体加固工程中应用广泛，锚杆作为支护结构的核心应具有足够的安全度和耐久性。由于钢材易腐蚀，钢锚杆的耐久性受到质疑。玻璃纤维增强聚合物锚杆是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新型加固材料，具有较好的力学性能和耐腐蚀性能，用其代替传统钢筋用于边坡加固可以较好地解决锚杆耐久性问题。现场试验采用千斤顶施加拉拔荷载，用锚杆应力计和分布式光纤BOTDR技术测量锚杆应力，研究不同荷载条件下玻璃纤维增强聚合物锚杆的承载力特征及分布规律，为玻璃纤维增强聚合物锚杆用于永久加固工程的可行性研究提供基础资料。     

纤维复合筋增强活性粉末混凝土盖板的力学性能研究

活性粉末混凝土行人盖板由于其厚度较薄,在偶然冲击荷载作用下盖板可能开裂,导致内部钢筋锈蚀,最终影响盖板寿命。纤维复合筋具有良好的耐腐蚀性能和优异的力学性能,将其替换钢筋运用到盖板上,能有效解决盖板的耐久性问题,但其力学性能如何有待研究。在蒸汽养护和标准养护两种制度下,研究了不同种类的纤维复合筋(玻璃纤维筋、玄武岩纤维筋和碳纤维筋)替换PC钢棒对盖板力学性能的影响,从而探讨其在超高性能混凝土盖板上应用的可能性。试验结果表明:用玻璃纤维筋替换PC钢棒能在保证原有盖板的力学性能和破坏形式变化不大的前提下,提高盖板的耐久性能,同时具有良好的经济性,是较为适宜的纤维复合筋种类。     

冻融循环下CFRP锚杆粘结性能试验

通过冻融循环、拉伸试验研究了冻融作用对碳纤维CFRP锚杆强度、弹性模量、延伸率等基本力学性能及粘结性能的影响,并利用粘结应力—滑移线性回归方法预测冻融循环后CFRP锚杆不同筋材直径、不同锚固长度下滑移值.试验及分析结果证明:CFRP锚杆在冻融循环作用下强度变化、弹性模量、延伸率等变化不大;粘结剂环氧砂浆抗压强度提高13.68％,弹性模量降低约13.8％;冻融循环作用后CFRP锚杆粘结滑移增大,粘结性能降低.     

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筋矩形有腹筋梁抗剪性能试验研究

玻璃纤维筋由于其特殊的工作性能,被越来越多的应用到一些特殊结构中。为更好的进行玻璃纤维筋构件设计,本文通过玻璃纤维筋有腹筋梁抗剪性能试验,选取不同的配筋种类和不同的荷载剪跨比进行加载试验,同时建立有限元模型进行数值模拟,对试验梁破坏过程和荷载-应变发展进行研究。研究发现:玻璃纤维筋的低弹性模量对构件抗剪承载力的折减较明显,试验梁剪弯段斜裂缝的较快发展加速了加载点处混凝土的破坏;在箍筋位置使用钢筋代替玻璃纤维筋对抗剪承载力的增强效果较好;随着剪跨比的增大,两种配筋形式的梁受剪破坏均呈现出一定的斜拉破坏特性。根据试验结果,文章对现行的FRP筋梁抗剪承载力公式进行验证,并建议承载力公式需考虑剪跨比影响。     

压力型CFRP筋锚杆的拉拔破坏试验与分析

为把CFRP筋锚杆更好地应用到岩土锚岩中,制作三丝7CFRP筋压车型锚杆,通过场地试验,对锚杆的极限承载力、锚头位移和锚固体应变进行理论分析,并形成一套压力型CFRP筋锚杆的制作和施工工序。     

连续玻璃纤维筋的基本力学性能研究

本文通过试验测试了连续玻璃纤维筋的基本力学性能指标。在此基础上，对其代替钢筋的可行性进行了分析。结果表明，通过适当的设计，连续玻璃纤维筋完全可用于预应力混凝土结构中，发挥其优良作用。     

非金属锚杆界面粘结强度试验研究

为解决岩土锚固工程中钢锚杆的腐蚀问题,自20世纪90年代起,国外开始采用纤维塑料筋这种非金属锚杆来替代传统的钢锚杆。纤维塑料筋具有抗拉强度高、抗腐蚀性能优良、容重小、热膨胀系数与混凝土和水泥砂浆相似等优点。在国内首次开展了纤维塑料筋锚杆的试验研究,基于63个试件的拔出试验,对纤维塑料筋锚杆与多种环境介质之间的界面粘结强度进行较为系统的研究,研究表明,纤维塑料筋锚杆具有较高的界面粘结强度。这一结论可为纤维塑料筋锚杆在岩土锚固工程中的应用提供依据和参考。     

GFRP锚杆拉伸力学性能试验研究

玻璃纤维增强塑料（GFRP）是一种由树脂和玻璃纤维复合而成的新材料，具有较好的力学和耐腐蚀性能，在钢筋混凝土中用其代替钢筋可以解决耐久性问题。由于材料容易脆断，对于大直径的GFRP锚杆，试验机夹头夹持不住，导致直接拉伸试验很难成功，常用的方法是加工成小直径试件。采用φ10，φ13，φ15几种不同直径的GFRP锚杆试件进行试验，然后用回归方法预测大直径φ32试件力学指标，从而试图避免试件加工造成的影响。通过拉伸试验，研究了GFRP锚杆基本力学指标，画出了应力-应变关系曲线，讨论了其基本破坏形态。与普通钢材比较具有强度高、脆性破坏的特征，应力-应变曲线呈直线型。同时，与螺纹钢的力学性能指标和经济指标进行了比较，GFRP锚杆显示了优越的力学性能和良好的性价比。通过试验证实，GFRP锚杆具有强度高、与混凝土变形协调性好等力学性能，如果替代钢材锚杆应用于边坡永久加固工程，将具有广阔的应用前景。     

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。