GFRP錨桿特性試驗(yàn)研究.pdf

1、GFRP(GlassFiberReinforcedPolymer)是玻璃纖維增強(qiáng)聚合物的縮寫(xiě)，是一種新型復(fù)合材料，具有輕質(zhì)高強(qiáng)、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(huì)很好的解決鋼材錨桿耐腐蝕性能差，施工困難等很久以來(lái)困惑工程技術(shù)人員的難題，具有很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。 本課題通過(guò)一系列試驗(yàn)驗(yàn)證了GFRP錨桿具有良好的力學(xué)性能，主要包括：拉伸試驗(yàn)、剪切試驗(yàn)、蠕變?cè)囼?yàn)、抗腐蝕性能試驗(yàn)等室內(nèi)試驗(yàn)。大直徑的

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

3、有的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明：GFRP錨桿與鋼材錨桿相比具有強(qiáng)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(shí)，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(duì)比分析，結(jié)果也表明GFRP錨桿具有較高的性?xún)r(jià)比。 GFRP錨桿抗腐蝕性能試驗(yàn)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(yàn)。經(jīng)過(guò)120d腐蝕溶液浸泡后，GFRP錨桿試件尺寸沒(méi)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(qiáng)度保持率分別為100﹪、100﹪、98.8﹪、97﹪、88﹪。試驗(yàn)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(huì)很好的解決鋼筋耐腐蝕性能差問(wèn)題。 同時(shí)，本課題也進(jìn)行了一系列的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，主要包括拉拔試驗(yàn)和GFRP錨桿加固邊坡監(jiān)測(cè)。通過(guò)拉拔試驗(yàn)和光纖監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方法，研究了

5、GFRP錨桿荷載傳遞機(jī)理和循環(huán)荷載作用下軸力分布的特征。試驗(yàn)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(guò)對(duì)GFRP錨桿加固的試驗(yàn)邊坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，GFRP錨桿試驗(yàn)邊坡經(jīng)過(guò)當(dāng)?shù)厮陌倌暌挥龅膹?qiáng)降雨考驗(yàn)后，仍安全運(yùn)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(guò)與鋼筋錨桿的受力狀態(tài)進(jìn)行對(duì)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(duì)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(shí)例，目前在國(guó)內(nèi)還是未見(jiàn)到相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，所以，無(wú)論理論探討還是施工方法