GFRP锚杆冻融循环与长期荷载作用力学性能试验研究

摘要

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。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 项目研究意义

1．2 GFRP筋介绍

1．2．1 材料特性及优缺点

1．2．2 组成材料及生产工艺

1．2．3 工程应用

1．3 GFRP筋应用与研究现状

1．3．1 GFRP筋粘结性能研究现状

1．3．2 GFRP筋耐久性研究现状

1．4 存在问题

1．5 研究目的及研究内容

第二章 冻融循环作用下GFRP锚杆材料力学性能试验研究

2．1 试验设计

2．1．1 试验方案

2．1．2 试验材料

2．1．3 试验用品及装置

2．2 试验过程

2．2．1 冻融循环加载

2．2．2 GFRP锚杆拉伸试验

2．3 试验现象及数据

2．4 试验结果分析

2．4．1 外观与重量

2．4．2 力学性能

2．4．3 原因分析

2．4．4 变化规律研究

2．5 本章小结

第三章 冻融循环作用下GFRP锚杆与混凝土粘结性能试验研究

3．1 试验设计

3．1．1 试验方案

3．1．2 试验材料

3．1．3 试验用品及装置

3．2 试验过程

3．2．1 冻融循环加载

3．2．2 试件浇筑

3．2．3 拉式试验

3．3 试验现象及数据

3．4 试验结果分析

3．4．1 外观与重量

3．4．2 粘结性能

3．4．3 原因分析

3．4．4 变化规律研究

3．5 本章小结

第四章 长期荷载作用下GFRP锚杆与混凝土粘结性能试验研究

4．1 试验设计

4．1．1 试验方案

4．1．2 试验材料

4．1．3 试验用品及装置

4．2 试验过程

4．2．1 试件浇筑

4．2．2 长期荷载加载

4．2．3 拉式试验

4．3 试验现象及数据

4．4 试验结果分析

4．4．1 粘结性能

4．4．2 变化规律研究

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

附录

GFRP锚杆耐久性性能变化曲线拟合简介

1．曲线拟合

2．曲线拟合数学表达

3．曲线拟合模型选择

4．曲线拟合常用非线性函数

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参与项目及发表论文情况

参与项目