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玻璃纤维增强聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)锚杆是从非金属锚杆中发展出的新型复合材料锚杆,它将玻璃纤维丝浸泡在基体材料(如环氧树脂)中,高温高压下一次拉挤成型,具有自重轻、抗拉强度高、造价低、抗腐蚀性能好、抗电磁干扰能力强等优点。与螺纹钢筋作为锚筋的传统锚杆相比,GFRP抗浮锚杆在满足底板抗拉承载力的同时(抗拉强度最高可达1800 MPa),较好解决了因钢筋锈蚀而导致的结构耐久性降低问题;同时不易分解,避免对土层造成污染,是新型环保的土木建筑材料。由于GFRP抗浮锚杆在实际地下抗浮工程中应用年限较短,为进一步完善其锚固理论以及为工程提供理论依据,本文主要研究工作及成果如下:1.基于某中风化花岗岩场地进行的GFRP抗浮锚杆及钢筋抗浮锚杆的破坏性拉拔试验,对抗浮锚杆在拉拔过程中杆体及锚固体的位移进行测量,分析不同材质、不同锚固长度的抗浮锚杆的承载性能及杆体、锚固体相对滑移量的差异,对比不同荷载-位移本构模型并寻找最适宜岩石抗浮锚杆的本构模型。(1)在中风化花岗岩中,相同锚固长度下的GFRP抗浮锚杆比钢筋抗浮锚杆破坏荷载增加13%～14%,GFRP抗浮锚杆更易发生杆体拔出破坏,锚固系统仍有残余承载力未发挥,证明使用GFRP锚杆代替钢筋锚杆的可行性。(2)因两种抗浮锚杆原材料的弹性模量差异较大,钢筋抗浮锚杆的杆体及锚固体的荷载-位移曲线均出现明显拐点,而GFRP抗浮锚杆的杆体及锚固体荷载-位移曲线基本呈线性增长。(3)锚固长度为6.5 m的GFRP抗浮锚杆比锚固长度为4.5 m的同种锚杆杆体相对于锚固体的滑移量更大,提升GFRP抗浮锚杆的锚固段长度可有效增加其相对滑移量,而提升锚固长度对钢筋锚杆的破坏形式则无明显影响。(4)双曲线函数及幂函数Q-s曲线模型与试验实测值吻合度较差,指数函数及指-幂函数Q-s曲线模型对本次试验锚杆的破坏荷载预测精度较高,曲线整体走势较为一致。2.根据抗浮锚杆锚固特点,将锚固底板侧放、采用两端锚固的试验装置进行大直径GFRP抗浮锚杆对拉试验,研究不同外锚固段锚固长度及新型应力分散锚具对大直径GFRP抗浮锚杆与混凝土之间黏结锚固性能的影响。对比不同黏结-滑移本构模型并引入材料修正系数,提出修正后的双曲线函数模型对大直径GFRP抗浮锚杆与混凝土间黏结-滑移进行预测。(1)采用新型应力分散锚具锚固的GFRP抗浮锚杆比裸筋直锚的试件外锚固段锚固效率提高7%～11%左右,平均黏结强度比裸筋直锚GFRP锚杆提高7.9%～24.4%。(2)在计算模型方面,BEP模型、CMR模型及高丹盈模型计算得到的试件黏结-滑移曲线与实测值偏差较大,郑宇宙模型计算得到的试件黏结-滑移曲线与实测曲线吻合度较高,但仍存在一些偏差。(3)根据大直径GFRP抗浮锚杆的材料特点,提出经材料修正系数修正后的双曲线函数黏结-滑移模型与实测曲线吻合度较好,并进一步验证了该模型的准确性。3.根据4根GFRP抗浮锚杆在长期应力作用下的拉拔试验对大直径GFRP抗浮锚杆的蠕变性能进行研究,荷载水平低于破坏荷载的40%时,GFRP抗浮锚杆基本不会发生蠕变现象。结合标准线性固体模型计算得到试验锚杆的蠕变本构方程,结合损伤力学理论推导出GFRP抗浮锚杆的长期抗拔承载力,经验证在实际工程中应预留40%的承载力作为安全储备。