收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

纤维聚合物锚杆的锚固机理及数值分析

张钢琴  
【摘要】:钢锚杆加固技术是岩土工程加固的一种重要手段,它能比较充分地调动和提高岩土体自身的强度和稳定,缩小结构物尺寸和减轻其自重,显著节约工程材料。随着锚固技术的发展和应用领域的拓宽,钢锚杆几乎应用于土木建筑领域的各个方面,如在边坡、基坑、矿井、隧道、地下工程、坝体、机场、港口、挡土墙、桥台锚固等工程建设与改造中都已得到广泛应用。 工程应用表明,钢锚杆在锚固工程中的应用也存在一些突出的问题,如钢锚的腐蚀和防腐处理、自重偏大、运输和安装困难等。这些不足在一定程度上制约了钢锚杆的应用,尤其是钢锚杆的腐蚀不仅影响结构的耐久性,严重时还会出现重大工程事故。纤维增强塑料(简称FRP)筋是以纤维为增强材料,以合成树脂为基体材料,掺入适量的辅助剂,经挤拉成型技术和必要的表面处理所形成的一种新型复合材料。它具有比强度高、耐腐蚀性能好、可设计性强、抗疲劳性能优良、耐电磁等独特优点。因此,用纤维增聚合物锚杆代替钢锚杆为锚固技术在岩土工程中的应用开辟了广阔的前景。 但是,目前对于纤维增强塑料锚杆的研究和应用相对较少。在我国,理论研究处于起步阶段,生产应用及设计理论方面几乎是空白。概括国内外的研究现状主要存在以下几方面的问题:(1)纤维增强塑料筋锚具受力性能研究较少;(2)纤维增强塑料锚杆与水泥浆、水泥砂浆的粘结性能研究不够;(3)考虑纤维增强塑料拉杆、粘结材料(如浆体)性能、岩体之间三者相互作用的受力模式还没有具体的粘结理论方程;(4)纤维增强塑料锚杆承载力计算方法以及数值模拟计算还没有引起应有的重视。 为了推动纤维增强塑料锚杆在锚固工程中的广泛应用,本文在国家自然科学基金(项目名称:纤维增强塑料锚杆锚固机理研究,编号:50079028)和河南杰出青年基金的资助下,进行理论分析和数值模拟。在考虑了锚杆、混凝土锚固体以及周围岩土体三者的相互作用下,选取合理的受力模式,推导出粘结—滑移理论微分方程;在FRP锚杆锚固在混凝土块体和野外岩土体的具体试验数据的基础上,对纤维增强塑料锚杆的受力性能进行了较为深入的分析研究;依托这些试验参数和数据,编制计算机程序进行数值模拟,为锚杆在实际中的应用提供了理论依据和分析计算方法。主要研究成果如下: (1) 详细论述了纤维增强塑料筋与混凝土粘结试验方法、粘结机理以及影响因素。根据纤维增强塑料筋和混凝土锚固体粘结应力和滑移之间的关系,并在总结国内外已有的纤维增强塑料筋与混凝土之间的粘结—滑移本构模式的基础上,选取了合适的FRP锚固粘结—滑移模式。 郑州大学硕士学位论文 (2)把纤维增强塑料锚杆与锚固体之间的粘结层简化为粘结界面,把锚固体和 岩土体之间的粘结层也简化为界面,在考虑三者的共同作用下建立了粘结滑移理 论方程。 (3)以建立的粘结滑移力学模式为基础,采用纤维增强塑料锚杆与锚固体的非 线性的粘结一滑移本构关系以及混凝土锚固体和岩土体之间的折线粘结一滑移本 构关系,利用数值迭代方法和递推计算进行数值分析,对纤维增强塑料锚杆与锚 固体锚固性能进行了全过程分析。 (4)运用编制的数值模拟计算程序,计算并分析了室内和野外锚固拉拔试验。 将计算结果和与实验结果以及理论公式计算结果进行分析和对比,得到了纤维增 强塑料锚杆与混凝土的粘结力与滑移以及锚固长度和滑移之间的关系,以及应变 沿锚固长度的分布。 (5)探讨了纤维增强塑料粘结型锚杆锚固力的计算方法,建议了纤维增强塑料 锚杆与水泥浆体之间粘结强度值,提出了适合于纤维增强塑料粘结型锚杆特点的 计算方法。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈传水;预应力锚杆在基坑围护中的应用[J];浙江建筑;1998年03期
2 杨双锁,张百胜;锚杆对岩土体作用的力学本质[J];岩土力学;2003年S2期
3 薛飞鸿,康立勋,杨双锁;锚杆锚固体的优化[J];山西建筑;2004年02期
4 张尚根,孟少平;关于“锚杆荷载传递机理分析的双曲函数模型”的讨论[J];岩土工程学报;2003年03期
5 邹金锋,李亮,阮波;锚杆位移变形分析[J];铁道标准设计;2004年01期
6 林沛源;预应力钢丝斜拉锚杆在东莞华侨大厦地库施工中的具体应用[J];广州建筑;1994年03期
7 赵明华,张天翔,邹新军;支挡结构中锚杆抗拔承载力分析[J];中南公路工程;2003年04期
8 尤春安,高明,张利民,战玉宝,王金辉;锚固体应力分布的试验研究[J];岩土力学;2004年S1期
9 荣冠,朱焕春,杨松林,王涛;三峡工程永久船闸高强锚杆现场试验研究[J];岩土力学;2001年02期
10 胡金旭,安学忠;应用土层锚杆支护深基础边坡工艺[J];施工技术;1995年08期
11 苗锋;土层锚杆的工程应用[J];工程勘察;1996年06期
12 沈保汉;深基坑工程技术讲座(7)[J];建筑技术开发;1997年04期
13 欧颖懿,刘志宏;两层锚杆地下连续墙设计计算方法[J];广东土木与建筑;1999年04期
14 龙照;赵明华;张恩祥;刘峻龙;;锚杆临界锚固长度简化计算方法[J];岩土力学;2010年09期
15 郭凤卿,张昌锁;锚杆锚固质量无损检测技术及研究进展[J];太原理工大学学报;2005年S1期
16 周锡九;新型路基土工建筑问答[J];铁道建筑;1983年06期
17 刘晓乐,张亚;土层抗浮锚杆在工程设计中的应用[J];河南科学;2003年05期
18 杜晓东;深基坑喷锚支护设计实例[J];西部探矿工程;2003年03期
19 林明;试论锚杆在景观建筑中的应用[J];矿业快报;2005年04期
20 郭宪义;杨春爱;;锚杆二次高压劈裂注浆施工[J];施工技术;2006年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋宏伟;宋占琪;;一种提高锚杆抗拔力的施工技术[A];2005年度山东建筑学会优秀论文集[C];2005年
2 贾金青;高晓明;;锚杆在强风化岩中摩阻分析研究[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1995年
3 申屠培新;张仁高;杨红玉;;循环水泵房基坑围护设计和施工[A];施工技术交流论文集[C];2005年
4 骆寿权;黄小贵;;树根桩+锚杆在路基边坡病害处理中的应用[A];全国城市公路学会第十四届学术年会论文集[C];2005年
5 孙亮;;中空注浆锚杆的应用实践[A];济大学术论丛土木工程2005专辑[C];2005年
6 付永志;;大断面综采开切眼掘进、支护技术探讨[A];第3届全国煤炭工业生产一线青年技术创新文集[C];2008年
7 王景春;张彦兵;殷杰;;岩土边坡锚杆加固技术[A];矿井建设与岩土工程技术新发展[C];1997年
8 荣耀;;爆破荷载作用下隧道围岩中应力波传播的数值模拟[A];盛世岁月——祝贺孙钧院士八秩华诞论文选集[C];2006年
9 崔雪峰;刘利平;;锚网索配合钢带支护技术的应用[A];全国矿山建设学术会议论文选集(下册)[C];2003年
10 刘艳春;谢文鹏;安凯军;;某公路路基沉陷滑移的加固处理[A];《水工建筑物水泥灌浆与边坡支护技术》暨第9次水利水电地基与基础工程学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 夏宁;锈蚀锚固体的力学性能研究及耐久性评估初探[D];河海大学;2005年
2 韦四江;预紧力对巷道围岩锚固体稳定的作用机理及工程应用[D];河南理工大学;2011年
3 许明;锚固系统质量的无损检测与智能诊断技术研究[D];重庆大学;2002年
4 唱伟;超深基坑若干问题的研究及工程实践[D];吉林大学;2004年
5 姜清辉;三维非连续变形分析方法的研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2000年
6 张思峰;预应力内锚固段作用机理及其耐久性研究[D];同济大学;2007年
7 秦莹;基于系统动力响应的锚固结构无损检测及模型试验研究[D];武汉理工大学;2009年
8 李张明;锚杆锚固质量无损检测理论与智能诊断技术研究[D];天津大学;2007年
9 王刚;节理剪切渗流耦合特性及加锚节理岩体计算方法研究[D];山东大学;2008年
10 彭文轩;加锚岩土体稳定可靠度研究及工程应用[D];重庆大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谢晶晶;纤维增强塑料筋锚杆锚固机理及设计方法的研究[D];郑州大学;2002年
2 张钢琴;纤维聚合物锚杆的锚固机理及数值分析[D];郑州大学;2004年
3 李颖;在拉剪组合荷载作用下自锁锚杆锚固性能试验研究[D];武汉大学;2004年
4 高国付;基于特征锚杆工作载荷无损检测的巷道围岩稳定性评估[D];太原理工大学;2004年
5 孙峙华;锚杆围岩体系的锚固质量检测技术的研究[D];武汉理工大学;2005年
6 秦莹;锚杆无损检测及锚固质量评价[D];武汉理工大学;2006年
7 宋桂红;岩体—锚杆支护系统复合材料性质数值仿真模拟研究与分析[D];武汉理工大学;2003年
8 陈刚;锚杆静压桩桩周土的弹塑性分析[D];西安建筑科技大学;2003年
9 濮辉铭;考虑施工过程的基坑锚杆支护计算机模拟研究[D];广西大学;2004年
10 张树光;纤维硬塑锚杆及其支护参数的研究[D];辽宁工程技术大学;2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 肖震;冯国海:锚杆战线上的技术“大兵”[N];经理日报;2008年
2 胡景顺 李慧星;五年磨一剑[N];经理日报;2008年
3 朱海滨 张继华;山钢集团莱钢去年产锚杆钢50822吨[N];中国冶金报;2010年
4 黄永峰 周虎子;山东丰源煤电股份有限公司北徐楼煤矿 成功研制专用锚杆修复整型机[N];中华合作时报;2010年
5 高颖敏翟金伦;锚杆回收有了专用钻杆[N];中国矿业报;2003年
6 记者 冯淮河;锚杆代钢架省钱又安全[N];中国煤炭报;2001年
7 朱海滨 王绍荣;莱钢一生产线具锚杆钢“全能”[N];中国冶金报;2009年
8 王德禧;汽车拉动纤维增强塑料市场[N];中国化工报;2004年
9 黄顺江 新疆博乐市水管总站;深基础边坡支护[N];博尔塔拉报;2008年
10 记者 王新生 通讯员 陶轩;综合支护技术在陶二矿成功应用[N];中国矿业报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978