BFRP扩体锚杆应用于地下室抗浮工程的有限元分析

发布时间：2020-11-01 13:44

　　 目前普通的金属锚杆被大量用于地下工程、结构抗浮工程、深基坑工程等重要工程中,由于此类工程往往处于同水接触的腐蚀性环境中,而这对锚杆长期服役是不利的。针对普通钢锚杆这种缺点,利用BFRP材料抗腐蚀性能好这一优点,研发出一种BFRP扩体锚杆。在BFRP锚杆筋体外灌注砂浆形成砂浆扩体,来提高锚杆体系的承载能力。由于筋体是新型材料,筋体、砂浆、土体三者的共同作用导致锚杆体系的锚固和承载性能并不明确,因此需要研究BFRP扩体锚杆的锚固及承载性能。本文首先对BFRP锚杆筋体的基本物理力学性能进行了试验,得出BFRP锚杆的极限抗拉强度、弹性模量、极限拉应变等数据,并支模制作了一个扩体锚杆物理模型,对应布置于浅层土的BFRP扩体锚杆并进行了承载力性能试验。之后通过有限元分析计算来验证BFRP扩体锚杆的抗浮承载力是否满足要求,同时改变有限元参数来分析影响抗浮承载力的因素。通过对试验现象、实验数据和有限元数据的分析研究,得出了以下主要成果:(1)未扩体部分对应的BFRP锚杆杆体拉应变随锚固深度基本不变,但在扩体范围内的BFRP锚杆杆体拉应变衰减迅速。(2)BFRP锚杆体系在埋深较浅承受拉拔力时,其破坏形式为砂浆体和土体接触界面的剪切破坏。筋体本身的拉断破坏可能性不大。(3)锚杆体系中扩体砂浆与土体界面发生剪切破坏时,扩体的端承力占锚杆承载力的60%以上。(4)结合工程实例与有限元计算,BFRP扩体锚杆体系的抗浮承载力可以满足地下室抗浮设计的要求。(5)在BFRP扩体锚杆抗浮承载性能的影响因素中,土体内摩擦角、扩体直径、扩体埋深对其承载能力的影响较大,土体粘聚力、扩体长度对其承载性能的影响较小。
【学位单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU476
【部分图文】：

效的进行 BFRP 扩体锚杆有限元分析，需要对 BFRP 锚杆筋体行试验测量。本章依照现有锚杆抗拉试验标准对 BFRP 锚杆杆。由于 BFRP 锚杆是一种新型材料锚杆，抗剪性能不好，断裂在试验前，需要解决两个问题：一是如何测量锚杆伸长长度，的 BFRP 筋体不被压坏。在本章成功解决了这两个问题，并的性能与普通钢筋性能做了简单的比较。方案设计和钢套筒试验采用的 BFRP 锚杆是由南京红极新材料有限公司生产的 35%，玻璃纤维含量为 65%。锚杆公称直径φ20，外表面为 9.9 mm，螺纹深度约为 1.6 mm，如图 2-1 所示。

图 2-2 钢套筒内螺纹P 锚杆试件的准备到万能试验机的夹具行程，确定锚杆筋体总长度为 850 mm，杆的外直径差约为 6 mm，需要将质量比为 1：1 混合的环氧树热至流动状态，保证混合溶液能够充分的填充进锚杆与套筒套筒不发生滑移破坏。为提高粘结能力，有学者在混合溶液中次实验采用在环氧树脂配制过程中加入少量细砂的方法。最木条，保证锚杆不同套筒接触。由于 BFRP 锚杆的断裂面难以长率，在试样测试段夹了 2 个管夹，使用游标卡尺测量管夹间如图 2-3 所示。

图 2-2 钢套筒内螺纹件的准备机的夹具行程，确定锚杆筋体总长度为差约为 6 mm，需要将质量比为 1：1 混态，保证混合溶液能够充分的填充进锚滑移破坏。为提高粘结能力，有学者在用在环氧树脂配制过程中加入少量细砂的锚杆不同套筒接触。由于 BFRP 锚杆的样测试段夹了 2 个管夹，使用游标卡尺测示。
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 肖宽金;;水泥卷锚杆在我矿的应用[J];中国锰业;1987年04期

2 ;国内外建井科技信息[J];建井技术;1988年03期

3 高家美,顿志林;全长粘结型锚杆杆体的受力分析[J];矿冶工程;1988年03期

4 侯朝炯 ,康红普;可拉伸锚杆控制巷道围岩变形效果的相似模拟研究[J];矿山压力;1989年01期

5 ;专利简介[J];世界采矿快报;1989年06期

6 王建智;何唐镛;杨更社;;托板对全长锚固锚杆内力的影响[J];西安矿业学院学报;1989年03期

7 李群辉;;水胀式锚杆在厄瓜多尔美纳斯水电站开挖支护工程中的运用[J];绿色环保建材;2017年12期

8 刘钟;张楚福;张义;吕美东;许国平;陈天雄;;囊式扩体锚杆在宁波地区的现场试验研究[J];岩土力学;2018年S2期

9 罗志书;;锚杆砼结构在管道防护设计中的应用[J];石油化工建设;2017年06期

10 李永栋;王中;乔婷;;不同直径锚杆与砂浆相互作用的试验研究[J];建设监理;2018年06期

相关博士学位论文 前7条

1 李怀珍;煤巷非全长锚固单元体锚杆滑移脱粘机理及应用研究[D];中国矿业大学;2018年

2 王冬;开采沉陷区输电塔基新型加固锚杆研制及力学特性研究[D];中国矿业大学(北京);2015年

3 陈建功;锚杆—围岩结构系统低应变动力响应理论与应用研究[D];重庆大学;2006年

4 柯玉军;锚杆检测技术研究及应用[D];兰州大学;2006年

5 徐波;粘结型锚杆锚固理论与试验研究[D];大连理工大学;2006年

6 朱训国;地下工程中注浆岩石锚杆锚固机理研究[D];大连理工大学;2007年

7 赵一鸣;煤矿巷道树脂锚固体力学行为及锚杆杆体承载特性研究[D];中国矿业大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 俞晨晖;BFRP扩体锚杆应用于地下室抗浮工程的有限元分析[D];浙江工业大学;2018年

2 刘三兵;锚杆—砂浆界面剪切特性的表面形态效应研究[D];安徽理工大学;2018年

3 宋远霸;FLAC~(3D)中锚杆拉、剪破断力学模型二次开发及应用[D];中国矿业大学;2018年

4 马鹏;煤帮螺旋锚杆锚固作用分析[D];中国矿业大学;2018年

5 仇跃;全长粘结式锚杆与围岩协同承载机理研究[D];中国矿业大学;2018年

6 王国锋;填土中锚杆承载性状试验研究[D];湖南工业大学;2018年

7 管昕昉;压力分散型锚杆工作机理的试验研究及数值模拟[D];山东建筑大学;2018年

8 孙晨光;基于磁致伸缩机理的锚杆无损检测实验系统设计[D];石家庄铁道大学;2018年

9 韩丽;基于磁致伸缩效应的锚杆质量无损检测数值分析[D];石家庄铁道大学;2018年

10 宋思雨;基于改进灰色神经网络模型的锚杆极限承载力方法研究[D];石家庄铁道大学;2018年

本文编号：2865619