GFRP錨桿特性試驗研究.pdf

1、GFRP(GlassFiberReinforcedPolymer)是玻璃纖維增強聚合物的縮寫，是一種新型復(fù)合材料，具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕性能好等優(yōu)良的力學(xué)特性。將其替代鋼材錨桿用于邊坡工程加固將會很好的解決鋼材錨桿耐腐蝕性能差，施工困難等很久以來困惑工程技術(shù)人員的難題，具有很好的經(jīng)濟(jì)價值和社會效益。 本課題通過一系列試驗驗證了GFRP錨桿具有良好的力學(xué)性能，主要包括：拉伸試驗、剪切試驗、蠕變試驗、抗腐蝕性能試驗等室內(nèi)試驗。大直徑的

2、GFRP錨桿由于材料容易脆斷，試驗機夾頭夾持不住，直接拉伸試驗很難成功，多用的方法是加工成小直徑試件進(jìn)行試驗。為減少尺寸效應(yīng)及試件再加工造成的影響，對不同直徑GFRP筋材試件拉伸試驗，用回歸方法預(yù)測了大直徑φ32mm的GFRP錨桿強度為654MPa，拉伸破壞形式為脆性破壞。剪切試驗測試GFRP錨桿的剪切強度為185.8Mpa，并且對GFRP錨桿常溫條件的蠕變進(jìn)行了試驗研究，證明了GFRP錨桿常溫條件下蠕變量很小，能夠滿足一般工程要求。所

3、有的室內(nèi)試驗結(jié)果表明：GFRP錨桿與鋼材錨桿相比具有強度高，質(zhì)量輕，并且其彈性模量與混凝土的彈性模量相近，因此在受力條件下與混凝土的變形協(xié)調(diào)性也較鋼筋好。同時，在考慮到截面抗拉能力相等的情況下，與鋼筋錨桿進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性對比分析，結(jié)果也表明GFRP錨桿具有較高的性價比。 GFRP錨桿抗腐蝕性能試驗是分別把GFRP錨桿試件放置在PH1、PH4的硫酸溶液，PH7的純水，和PH12、PH14氫氧化鈉溶液中，分別在10d、20d、40d、6

4、0d、120d后進(jìn)行拉伸試驗。經(jīng)過120d腐蝕溶液浸泡后，GFRP錨桿試件尺寸沒有變化，顏色稍有變化，腐蝕后的試件干、濕重量變化率最大為0.3﹪，強度保持率分別為100﹪、100﹪、98.8﹪、97﹪、88﹪。試驗結(jié)果表明GFRP錨桿具有良好的耐腐蝕性能，如果用于工程中將會很好的解決鋼筋耐腐蝕性能差問題。 同時，本課題也進(jìn)行了一系列的現(xiàn)場試驗，主要包括拉拔試驗和GFRP錨桿加固邊坡監(jiān)測。通過拉拔試驗和光纖監(jiān)測相結(jié)合的方法，研究了

5、GFRP錨桿荷載傳遞機理和循環(huán)荷載作用下軸力分布的特征。試驗結(jié)果表明，φ31GFRP錨桿在荷載作用下的有效傳遞范圍約1.5m，錨桿軸力沿埋深迅速衰減，0.6m以后的錨桿軸力隨荷載增加的變化已經(jīng)很小。在循環(huán)荷載作用下，錨桿受力傳遞范圍不斷增大，最大粘結(jié)應(yīng)力部位不斷向深部發(fā)展。 通過對GFRP錨桿加固的試驗邊坡監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，GFRP錨桿試驗邊坡經(jīng)過當(dāng)?shù)厮陌倌暌挥龅膹娊涤昕简灪?，仍安全運行，結(jié)果表明GFRP錨桿同鋼錨桿一樣能夠有效約束

6、邊坡變形，起到加固效果。通過與鋼筋錨桿的受力狀態(tài)進(jìn)行對比分析，GFRP錨桿與鋼筋錨桿在同等條件下應(yīng)力變化曲線相似，表明GFRP錨桿是能夠?qū)Ω哌吰缕鸬郊s束作用，但由于其彈性模量較小，因此，所以變形較大，其受力狀態(tài)對外界條件更為敏感。 作為一種替代鋼材用于土木工程的新型復(fù)合材料，GFRP筋材具有優(yōu)良的力學(xué)性能，已經(jīng)在其他領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但是，作為錨桿用于高邊坡加固的實例，目前在國內(nèi)還是未見到相關(guān)文獻(xiàn)報道，所以，無論理論探討還是施工方法