GFRP锚杆冻融循环与长期荷载作用力学性能试验研究

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GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)是玻璃纤维增强聚合物的英文缩写。它作为一种新型复合材料目前正逐步应用于土木工程领域。利用其质轻、高强、耐腐蚀的力学性能制作成GFRP锚杆应用于路面边坡工程及岩土工程的加固,可以较好的解决钢锚杆易腐蚀、施工困难等问题。但是到目前为止,对GFRP锚杆的冻融等耐久性的研究和GFRP锚杆在长期荷载作用下粘结性能的退化规律研究很少。因此,本文通过一系列试验来测试GFRP材料锚杆的长期力学性能。主要内容有:(1)对GFRP锚杆粘结性能及耐久性的现有研究成果进行了概括总结,包括对粘结性能的试验方法、粘结机理、破坏过程和形式、粘结力影响因素、现有的较为成熟的粘结-滑移本构关系进行讨论;并对GFRP锚杆蠕变性能和冻融循环作用下锚杆力学性能的变化进行讨论,为耐久性试验提供参考依据;(2)对GFRP锚杆进行冻融循环加载后,通过杆体拉伸试验测试其拉伸强度和弹性模量,研究了抗拉强度和弹性模量的变化规律。并对其性能变化原因作简要分析,采用多项式函数非线性拟合其性能变化规律曲线。从研究数据看,GFRP锚杆杆体的抗冻融性能良好;(3)对GFRP锚杆进行冻融循环加载后,通过与混凝土粘结拉式试验测试其粘结强度和滑移量,研究了粘结强度的变化规律。并对其性能变化原因作简要分析,采用多项式函数非线性拟合其性能变化规律曲线。从研究数据看,GFRP锚杆在冻融循环作用下粘结性能良好;(4)对GFRP锚杆-混凝土粘结试件进行加载大小不等、加载时间不同的长期加载,通过与混凝土粘结拉式试验测试其粘结强度和滑移量,研究了粘结强度的变化规律。采用指数函数非线性拟合考虑单因素作用下(加载大小或时间)的性能变化规律曲线。从研究数据看,GFRP锚杆在长期荷载作用下粘结性能退化不显著,长期性能优良。
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