钢筋抗浮锚杆承载特性现场试验与数值仿真

通过现场试验以及ABAQUS数值模拟相结合的方法,探讨了风化岩地基中全长黏结钢筋抗浮锚杆的承载性能和荷载传递特征。结果表明:风化岩地基中的抗浮锚杆承载力高,上拔量小,能够满足工程需求。锚杆杆体荷载-位移曲线、剪应力、轴应力分布规律的模拟结果与现场试验结果具有较高的吻合度,说明用ABAQUS软件模拟钢筋抗浮锚杆的承载特性是可行的,具有较强的适用性;同时,还得到了现场试验较难得到的锚固砂浆和周围岩土体的应力分布规律,明确了钢筋抗浮锚杆受荷后的影响范围和锚固体的力学特性,弥补了现场试验的不足。

风化岩地基中玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆体系受力特性数值模拟

基于ABAQUS非线性有限元软件,在考虑多界面接触的情况下建立基础底板-GFRP抗浮锚杆体系的一体化轴对称计算模型,分析浮力作用下GFRP抗浮锚杆体系的变形性能和受力特征。研究结果表明:抗浮体系的竖向位移和锚筋的应力分布规律与试验结果较吻合,抗浮体系的竖向位移以内锚固变形为主。不考虑基础底板与地层的黏结作用时,GFRP抗浮锚杆体系中内、外锚固段锚筋的轴应力和剪应力的分布规律与各自独立的分布规律一致。锚筋在基础底板与地层界面出现轴应力峰值,随地下水浮力的增加,轴应力分布范围逐渐增大,轴应力峰值也相应增大,轴应力在基础底板中的衰减速率要比在地层中的快。锚筋的剪应力在抗浮体系中出现2个峰值点,且锚筋在基础底板中的剪应力峰值为地层中剪应力峰值的4.2~5.0倍;随着地下水浮力的增大,锚筋剪应力的分布范围逐渐变大,内、外锚固段剪应力峰值也相应增大。

GFRP抗浮锚杆在混凝土底板中荷载传递机制的数值模拟

采用Abaqus模拟浮力作用下GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer)抗浮锚杆在基础底板中的受力性能.考虑到GFRP锚杆与混凝土的界面接触,应用Cohesive单元模拟锚杆-混凝土界面,建立空间轴对称有限元模型,并以试验结果为基础进一步分析锚固性能,为外锚固方法的改进提供参考.研究结论包括:零厚度的Cohesive单元模拟界面的黏结滑移,获得荷载-滑移曲线;锚杆轴向应力服从负指数分布;当荷载较小时,剪应力服从负指数分布,随着荷载增加,剪应力峰值向远加载端一侧转移.

玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆与基础底板的锚固特性有限元分析

为研究不同黏结长度的玻璃纤维增强聚合物(GFRP)抗浮锚杆与基础底板的锚固性能,采用大型非线性商业软件ABAQUS建立了GFRP抗浮锚杆杆体与基础底板的轴对称数值计算模型,并将模拟结果与试验结果进行比较。研究结果表明,建立的有限元计算模型能够较好的反映GFRP锚筋与混凝土的荷载—滑移关系。只改变GFRP锚筋与混凝土黏结长度,GFRP抗浮锚杆与基础底板的抗拔承载力和总滑移量均随二者黏结长度的增加而增大。轴应力沿GFRP锚杆黏结长度方向呈负指数分布,随着荷载水平的增加,轴应力沿黏结长度方向逐渐传递,分布范围也逐渐增大;相同的荷载水平,黏结长度越长,轴应力的影响范围越小。随着荷载水平的增大,剪应力峰值逐渐增大,剪应力峰值点沿黏结长度向更远处转移,同时,剪应力峰值随黏结长度的逐渐提高;相同的荷载水平,黏结长度越长,GFRP抗浮锚杆的峰值剪应力越大。