高强无机锚固材料的实验研究

研制一种新型的无机锚固材料,作为植筋胶的替代品。通过试验确定无机锚固材料的配合比,并对其抗压强度、与混凝土的粘结强度、体积稳定性、对钢筋的锚固力进行研究。所研制的无机锚固材料的早期强度高,1 d强度达到38.5 MPa,3 d强度达到60 MPa以上;与混凝土有较高的粘结强度,28 d的粘结强度在2 MPa左右;所研制的锚固材料随着龄期延长,会产生微小的体积膨胀,有利于提高锚固力。所研制的锚固材料是以水泥基材料为主要成分的无机锚固材料,克服了有机高分子材料耐久性差、施工条件要求严格等缺点,试验证明此材料具有早强高强、与混凝土粘结良好、能够产生微小的体积膨胀等特点,能够满足植筋施工和承载力的要求,可以替代植筋胶使用。     

无机胶植筋式后锚固连接的抗火性能

为了研究无机胶植筋式后锚固连接的抗火性能,进行了无机胶与有机胶植筋真实火灾的对比试验.在设计试件时考虑了锚固深度和植筋胶种类2种影响因素.试验时先通过杠杆对试件施加荷载,并在试验中保持恒定不变,然后按照ISO834国际标准升温曲线对试件进行升温,通过植筋梁的挠度来控制试验进程,直至植筋梁试件挠度发展较大而破坏.试验中使用高温应变片、差动式位移传感器以及热电偶来采集试验的关键数据.试验结果表明:锚固深度和植筋胶种类对植筋构件的抗火性能均有较大影响.在火灾作用下有机胶植筋最终将发生锚固破坏,破坏较突然,且耐火极限短.无机胶植筋的受弯构件,在满足一定锚固深度的前提下,在火灾作用下不会发生锚固破坏,破坏形态同一般的钢筋混凝土梁.     

火灾后无机胶植筋拉拔试验研究

无机胶较有机胶具有良好的耐高温性能,进行火灾后无机胶植筋的拉拔试验研究对完善后锚固技术规范具有重要的理论意义。文章研究了不同钢筋直径、不同植筋深度的构件的拉拔承载力及其破坏形态,分析了各个植筋试件拉拔极限承载力及承载力损失,阐明了植筋深度、钢筋直径与拉拔承载力的关系。结果表明:火灾后试件在植筋深度为15 d和20 d时,试件发生钢筋的滑移破坏;当植筋深度为22 d时,试件为钢筋的颈缩破坏。在钢筋直径一定时,植筋深度为15 d或20 d时,其高温后的极限拉力较常温下均折减50%以上;随着植筋深度的增加,混凝土内部温度场逐渐递减,高温后的极限拉拔承载力随二者变化呈增长趋势,高温后的极限拉力呈增长趋势,且锚固长度越长极限拉力增加愈明显。     

混凝土结构四筋植筋粘结锚固性能试验研究

为了研究植筋间距、边距对多筋植筋粘结锚固性能的影响,以植筋间距、植筋边距为设计参数,设计制作了9组四筋植筋混凝土结构试件,并进行了四筋植筋混凝土结构拉拔试验,分析了植筋间距、边距对四筋植筋混凝土结构的破坏形态、粘结锚固性能及拉拔承载力等的影响.试验结果表明,所有的四筋植筋混凝土结构试件均为复合粘结破坏.其他条件相同,四...     

蒸压粉煤灰砖墙上植筋的拉拔试验及数值分析

在3个蒸压粉煤灰砖试件上对56根不同直径、锚固深度为10 d的化学植筋后锚固钢筋进行单向拉拔试验.通过测量在不同荷载等级下的钢筋滑移、钢筋应变分布并观察试件受力破坏过程,归纳化学植筋后锚固的受拉破坏模式,研究分析不同钢筋外形、不同直径对化学植筋后锚固承载力的影响.根据蒸压粉煤灰砖砌体、钢筋和胶粘剂的特点及其粘结滑移关系,建立植筋锚固的有限元分析模型,并进行有限元计算.对计算结果与试验结果进行比较,计算结果与试验结果吻合较好.     

混凝土无机料植筋拉拔试验研究

钢筋植筋技术在工程加固改造中应用较为广泛,但相关研究较少,无机料植筋的相关研究则更少。本试验通过在不同强度等级(C15～C40)的基体混凝土上植入不同植入深度(分别为10、13、15、20倍的钢筋直径)、不同直径(12～22)的钢筋,测得了大量的试验数据,并得到了植筋的几种破坏形态(钢筋拉断、钢筋拔出、混凝土锥形破坏、复合破坏)。最终推导出了植筋的基本锚固长度公式。     

混凝土无机料植筋拉拔试验研究

钢筋植筋技术在工程加固改造中应用较为广泛，但相关研究较少，无机料植筋的相关研究则更少。本试验通过在不同强度等级(C15-C40)的基体混凝土上植入不同植入深度(分别为10、13、15、20倍的钢筋直径)、不同直径(12-22)的钢筋，测得了大量的试验数据，并得到了植筋的几种破坏形态(钢筋拉断、钢筋拔出、混凝土锥形破坏、复合破坏)。最终推导出了植筋的基本锚固长度公式。     

磷酸盐水泥砂浆作为锚固胶的性能研究

有机锚固胶与旧混凝土具有较高的黏结强度,但是两者的界面相容性较差.而且有机锚固胶不耐高温,因此不能用于高温环境下的工程加固.为了克服有机锚固胶存在的问题,对磷酸盐水泥(magnesium phosphate cement,MPC)进行改性,使其成为一种新型锚固胶.制备了工作性能适宜锚固要求的MPC砂浆,通过钢筋拔出实验研究锚固深度对磷酸盐水泥砂浆胶锚固性能的影响,根据植筋锚固施工工艺和拉拔技术要求在现场对MPC砂浆进行了植筋实验.研究表明,临界锚固深度为钢筋直径的17.5倍时,在临界锚固深度范围内,拉拔力与锚固深度为非线性函数关系;大于临界锚固深度时,拉拔力不再增长.现场实验中带肋钢筋达到屈服,体现了MPC砂浆优良的植筋锚固性能.     

加层改造应用中植筋锚固技术分析

通过对植筋的破坏形态及其受力特性进行分析,给出了植筋的粘结锚固长度的计算公式及施工工艺流程;同时,结合南昌某工程加层改造的工程实例,指出了植筋锚固技术的关键技术要领及施工过程中容易忽视的若干重点问题,并提出了具体的解决办法。     

水泥混凝土桥面水泥基防水黏结层材料性能评价

为了使水泥混凝土桥面水泥基防水黏结层兼具优异的防水性能和黏结性能,开发了一种新型水泥基防水黏结层材料,选用3种传统沥青基材料(SBS改性沥青、橡胶沥青、水性环氧树脂改性乳化沥青)与其进行性能对比.通过剪切试验确定了水泥混凝土桥面板的最佳处理方式以及水泥基防水黏结层材料的最佳凝结时间.利用斜剪和拉拔试验分别评价了不同温度、浸水和冻融循环等因素对水泥基和沥青基防水黏结层材料强度的影响规律.试验结果表明:水泥混凝土桥面板宜采用拉毛处理,水泥基防水黏结层材料的最佳凝结时间为0. 5 h;随着温度的升高,水泥基和沥青基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度均呈线性下降,但水泥基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度下降幅度明显低于3种沥青基材料,在70℃高温条件下,3种沥青基材料的剪切和拉拔强度接近0 MPa,而水泥基材料的剪切和拉拔强度仍能分别达1. 37、0. 36 MPa,说明水泥基防水黏结层材料的耐高温性能优异;浸水和冻融循环对水泥基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度的影响远小于其对沥青基材料的影响,这主要得益于水泥基防水黏结材料在有水条件下持续的水化反应.     

高温植筋试件拉拔试验研究

设计了直径20 mm、埋深20 cm、混凝土基材强度等级C25的植筋试件30个,并对在常温下、高温自然冷却后、高温下恒温加载和高温下恒载升温4种工况进行了拉拔试验.通过总结其破坏形态,测算其极限承载力、极限粘结应力和承载力损失,得出了高温自然冷却后和高温下恒温加载试件极限粘结应力和承载力损失规律,高温下恒载升温试件在不同预加载力下试件破坏的滑移变化规律;结合工程实际对高温条件下植筋结构的安全性进行了判定,给出了植筋结构抗火设计和维修加固依据,可为推广应用植筋技术提供参考.     

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。     

后插钢筋位置等对APC接头拉伸性能的影响

为研究后插钢筋位置等对套筒灌浆搭接接头（简称APC接头）力学性能的影响,进行了45个该接头拉伸试验,研究了其破坏形态、延性、极限承载力和套筒应变等,并利用ABAQUS进行数值模拟和参数分析。试验结果表明:接头的初始刚度和延性随两钢筋距离的增大而降低;钢筋与套筒接触和钢筋间距离减小均使接头承载力降低,前者对黏结强度降低起控制作用;极限荷载时偏转（两钢筋圆心连线）方向套筒中部截面纵向受压,钢筋拉断破坏试件,其套筒中部截面压应变随钢筋直径增大而增大;极限荷载时套筒中部截面环向应变以拉应变为主,且环向平均拉应力随钢筋直径增大而增大。基于ABAQUS进行了接头精细化数值模拟,与试验结果吻合较好。模拟参数分析表明:偏转降低试件的极限承载力,偏转对发生钢筋拔出破坏试件的极限承载力影响较大,对发生钢筋拉断破坏试件的影响较小;随搭接长度增加,黏结应力曲线峰值先增大后减小,曲线饱满程度先减小后增大。根据前期及本次试验拟合得到的极限黏结强度计算公式适用性较好,可作为实际工程参考。     

端锚CFRP-混凝土界面剥离全过程解析模型

端部锚固是一种控制CFRP-混凝土黏结界面剥离和提高界面承载力的有效措施。为研究端部锚固下CFRP-混凝土黏结界面的剥离过程,引入指数型界面黏结-滑移本构,推导了黏结界面剥离全过程的解析模型,得到了黏结界面滑移、黏结应力、CFRP应变和应力分布表达式,上述解析模型得到了试验结果的良好验证。基于解析模型,给出了黏结界面的最大黏结力、有效黏结长度和剥离荷载的计算方法,并分析了不同黏结长度对界面剥离全过程受力行为的影响。分析表明:相比纯外贴黏结界面,端部锚固黏结界面的有效黏结长度有所增加,且剥离荷载随黏结长度的增加而降低,并趋近于纯外贴黏结界面的极限承载力;当黏结长度较长时,其剥离荷载与最大黏结力相差不大,此时端部锚固力很小;当黏结长度较短时,端部锚固会更早地参与承担荷载,其剥离荷载接近CFRP拉断荷载。     

Partially decoupling and collar bonding of the encapsulated rebar rockbolts to improve their performance in seismic prone deep underground excavations

Rockbolt is widely employed all over the world as an effective ground reinforcement element in order to secure the underground workplaces. Ordinary encapsulated rebar or rebar rockbolt is most popular and commonly used as reinforcement in a ground support system because of its accessibility, cost effectiveness and easy practicability. Reinforcement elements in a seismic condition such as rock burst have to dissipate the energy release of the dynamic impact via their deformation and ultimate load capacity,knowing that the former is more important. In other words, achieving early stiff behaviour along with large deformation capacity in rockbolts are the goals for new development in rock reinforcement.Yielding rockbolts are expensive while some of them have large deformation capability with low ultimate load capacity. In this paper, modifications were made on encapsulation of rebar rockbolts to utilise it effectively as a yielding reinforcement in seismic conditions. Applying a sufficient decoupled length in the shank of rebar rockbolts which industry has regularly been using to control the bulking of the stress fractured ground, improves the deformation capacity of the bolt. Additionally, leaving a collar bonding underneath of the bearing pad and plate removes the weaknesses of the head anchorage of rockbolt.Therefore the dynamic performance of the bolt is improved by these easily applicable modifications.The behaviour and performance of encapsulated rockbolts have been discussed first, then the effects of modifications are illustrated. The proposed modification of the rebars is not only cost effective but also easy to apply in the field and improves the performance of reinforcements in seismic prone zones.     

持载下外贴纤维布加固RC梁抗弯性能研究基于物理的实时人体动画

为了考察持续荷载作用下外贴碳纤维布(CFRP)对梁的抗弯性能的影响,进行了16根外贴CFRP加固的钢筋混凝土(RC)梁和2根对比梁的抗弯试验.试验参数为:纵筋配筋率、CFRP加固量、持载点.并对构件的各特征点的荷载、承载力及各受力阶段的刚度进行了详细的分析.试验及分析结果表明,采用CFRP加固的钢筋混凝土梁的刚度较普通钢筋混凝土梁的刚度都有明显提高,纤维布对承受以抗弯为主的构件具有增强刚度、控制挠度的作用;纤维加固时梁所承受的荷载大小,即加固时梁内已存在的弯曲裂缝的宽度对梁的屈服荷载及极限承载力影响不是很大,但对梁的刚度有较大影响,特别是对屈服阶段的刚度影响较大.其试验及分析结果对相应规范的编制及工程应用具有较高的参考价值.     

碳纤维布加固框架梁端部锚固方式试验研究

对采用不同梁端锚固方式的碳纤维布加固框架梁进行静载试验研究，在承载力、挠度及裂缝开展等方面进行了综合比较和分析可以看出：采用角铜锚固的效果要比采用碳纤维布锚固好，梁根部的锚固也非常重要，可以避免类似碳纤维布被拉鼓现象的发生     

混凝土受弯构件经FRP加固后正截面承载力计算

根据用不同纤维材料(布、板)加固的钢筋混凝土受弯构件的大量试验结果,对其失效形式、承载力极限标志、界限判别进行了讨论．基于目前常用纤维具有相似的力学性能,根据平截面假设和极限平衡原理,列出了适用于各种纤维加固后钢筋混凝土构件的正截面受弯极限承载力计算的统一公式,其计算结果与国内外50余件受弯构件的试验结果吻合较好．还对该类加固构件承载力设计值进行了讨论,供工程设计及有关规程编制参考．     

BFRP筋混凝土双向板冲切承载力塑性分析

基于BFRP筋的性能特点和混凝土结构塑性理论,提出了BFRP筋的名义屈服强度概念,确定了混凝土与BFRP筋的屈服条件,建立了中置集中荷载作用下BFRP筋混凝土双向板的破坏机构,应用虚功原理导出了中置集中荷载作用下BFRP筋混凝土双向板极限冲切承载力的塑性解计算表达式.