侵蝕環境下預應力GFRP錨桿結構的應力鬆弛模型

《侵蝕環境下預應力GFRP錨桿結構的應力鬆弛模型》是依託河海大學，由李國維擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：侵蝕環境下預應力GFRP錨桿結構的應力鬆弛模型
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李國維
• 依託單位：河海大學

項目摘要

鋼筋錨桿鏽蝕構成了邊坡錨固結構的安全隱患。玻璃纖維增強聚合物（GFRP）筋抗拉強度大、模量低、耐腐蝕性強、性價比高，預應力GFRP錨桿有利於發揮材料的優勢，成為解決途徑之一。國際國內已有GFRP錨桿加固的臨時性工程，而用於永久性錨桿結構的依據還不充分。本項研究基於均質材料的蠕變理論模型，根據複合材料屬性和不同尺寸、荷載、溫度和侵蝕條件的GFRP筋蠕變實驗，建立多因素影響的GFRP筋和GFRP筋錨固系統的蠕變模型；根據不同尺寸、荷載、溫度和侵蝕條件的GFRP筋錨桿結構應力鬆弛實驗，建立多因素影響的GFRP筋膠結體的應力鬆弛模型；綜合GFRP筋及其錨固系統的蠕變模型和GFRP筋膠結體的應力鬆弛模型，最終形成有侵蝕、荷載、溫度、尺寸影響的GFRP筋錨桿結構的應力鬆弛模型。研究成果對GFRP筋錨桿在邊坡加固工程中的科學套用有重要意義。

結題摘要

鋼筋錨桿鏽蝕構成了邊坡錨固結構的安全隱患，玻璃纖維聚合物（GFRP）筋抗拉強度大、模量低、耐腐蝕性強、性價比高，預應力GFRP筋錨桿有利於發揮材料的優勢，成為解決途徑之一，研究其耐久性能和應力鬆弛模型有現實意義和科學價值。GFRP筋錨桿結構對於長期荷載、循環荷載、腐蝕條件、溫度變化、濕度變化的反應和發展規律，均需進一步研究。 本項目的研究思路是，依據不同尺寸、荷載、溫度、侵蝕條件的GFRP筋蠕變實驗修正理論模型，建立多因素影響的GFRP筋的蠕變模型和GFRP筋錨固系統的蠕變模型。依據不同尺寸、荷載、溫度、侵蝕條件的GFRP筋錨桿單元結構應力鬆弛實驗，建立多因素影響的GFRP筋膠結體的應力鬆弛模型。聯合GFRP筋、GFRP筋錨固系統的蠕變模型和GFRP筋膠結體的應力鬆弛模型，建立有侵蝕、荷載、溫度、尺寸影響的GFRP筋錨桿結構的應力鬆弛模型。通過理論和實驗研究取得了重要進展和成果。研發出FRP筋錨頭錨固裝置，開發了新型耐鹼腐蝕FRP筋，即外覆玄武岩纖維的玻璃纖維聚合物（B-GFRP）筋，建立了FRP筋拉伸、黏結等實驗條件，測試了大直徑GFRP筋的應力應變特徵，取得了非腐蝕環境下GFRP筋錨固系統的應力鬆弛模型，提出了確定GFRP筋錨桿的端錨黏結長度的計算方法，確定了GFRP筋錨桿與框架梁連線方式。開發出預應力GFRP錨桿結構荷載鎖定裝置並通過現場試驗驗證了可靠性，揭示了預應力噴砂GFRP筋錨桿的黏結損傷規律，據此提出了錨桿預應力張拉的控制方法，建立了非腐蝕環境全長黏結大直徑B-GFRP筋錨桿結構單元應力鬆弛模型。開發了可控制腐蝕、溫度和應力條件的B-GFRP筋錨固系統實驗裝置，測試了應力腐蝕下B-GFRP筋錨固系統的應力鬆弛率水平，提出了腐蝕環境對錨固系統的影響規律，評價了B-GFRP筋在應力腐蝕環境下的耐久性特徵。