GFRP抗浮锚杆锚固性能及蠕变特性试验研究

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kaizhan
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玻璃纤维增强聚合物(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)锚杆相较于传统的钢筋抗浮锚杆具有较高的抗拉强度、特定坏境下不易被腐蚀、松弛性低及能够抵抗较强电磁干扰能力等优点,在建筑工程实际应用中引起了人们极大的关注,了解其物理特性并研究其工程实际应用价值能够使其更好地应用于抗浮工程领域且具有更大的实用价值。GFRP筋因其抗剪性能较弱,故不能直接被夹持拉拔,必须先在锚杆杆体外部粘结钢套管用以保护锚杆杆体。本文采用自行研制的抗浮锚杆的现场拉拔试验装置,选用全新的应力测试方法与更加完善的位移测量仪器,通过选取市面常见的粘结剂及不同尺寸的钢套管类型,分析了GFRP抗浮锚杆杆体的钢套管与粘结剂之间的锚固力对GFRP抗浮锚杆锚固性能的影响,研究了不同壁厚、不同长度的钢套管在试验过程对试验结果造成的影响,同时,还通过自行设计的抗浮锚杆的室内外对比试验,分析了GFRP抗浮锚杆在恒定时间下的蠕变现象,获得了GFRP抗浮锚杆室内外试验的蠕变特征。试验成果为GFRP抗浮锚杆在建筑中的实际应用给予了一定的借鉴意义。本文主要工作及研究成果如下:1、基于中风化花岗岩中不同壁厚、不同粘结长度的钢套管及不同种类的粘结剂和GFRP抗浮锚杆现场破坏性抗拔试验,探讨了GFRP抗浮锚杆在拉拔过程中粘结剂及钢套管对其锚固特性的影响,分析了不同锚杆的破坏形式。确定了一套比较完善的GFRP抗浮锚杆的试验用具。(1)对GFRP抗浮锚杆进行破坏性拉拔试验,在锚杆杆体与钢套管之间分别填充环氧树脂、AB胶和结构胶三种不同的粘结剂,相较于环氧树脂和AB胶,结构胶具有受温度影响小、固化时间快、粘结力强的优点,更适用于GFRP抗浮锚杆的拉拔试验。(2)提出一种结构胶灌胶工艺,解决了因结构胶流动性小而造成的灌入困难以及灌入不均从而影响其粘结力的问题。(3)试验通过现场GFRP抗浮锚杆拉拔试验,分析了不同尺寸、不同壁厚的钢套管的破坏形式,认为:(1)钢套管壁厚不足会因其抗拉强度过低,使得钢套管被拉断。(2)钢套管黏结长度为140 mm时会因无法承受加载段锚具的夹持力而造成脆段破坏。(3)钢套管黏结长度为280 mm时会因钢管与锚杆杆体之间摩擦力不足使得锚杆杆体从钢套管中脱落。2、采用浇筑混凝土成块的方式用来模拟抗浮锚杆的外锚固段,通过进行室内与室外GFRP抗浮锚杆的蠕变试验,分析GFRP抗浮锚杆的蠕变特性,研究不同锚固长度对其蠕变特性及极限抗拔承载力的影响。同时对比室内与现场试验结果,确定在室内进行GFRP抗浮锚杆蠕变特性试验的可行性。(1)确定了GFRP抗浮锚杆在发生蠕变存在的3个阶段,并分析其每个阶段的蠕变特性。(2)通过对其荷载-位移曲线的分析,结果表明:GFRP抗浮锚杆的蠕变一般在加载达到其极限抗拔承载力的40%左右时产生。室内与现场试验表现出相似的规律。(3)锚固长度不同的GFRP抗浮锚杆蠕变特性大致相同,但其极限荷载不尽相同,就其极限荷载来说,当GFRP抗浮锚杆的锚固长度为15 d时,其极限抗拔承载力约为锚杆长度为30 d时的2/3。(4)对比分析室内GFRP抗浮锚杆与现场GFRP抗浮锚杆的蠕变特性规律,室内GFRP抗浮锚杆的试验结果与现场试验相比具有高度的相似性。认为在研究GFRP抗浮锚杆的蠕变特性时,可以用室内试验替代现场试验,能够节省人力物力。
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