基于盾构掘进影响的基坑支护玻璃纤维筋锚杆应用研究

结合工程实例,分析与盾构隧道连接的基坑在采用锚杆支护的情况下,当盾构掘进通过支护锚杆范围时锚杆与盾构的作用关系,研究锚杆材料、配置参数对盾构的影响因素及影响效果,指出采用玻璃纤维筋作为基坑支护锚杆时对盾构掘进的有益效果,并提供一种基于对盾构影响作用下的玻璃纤维筋锚杆优化的选配设计方法,同时给出实用的计算公式。

玻璃纤维筋锚杆的力学性能试验研究

对玻璃纤维筋锚杆的力学性能进行了试验研究。通过室内拉伸试验、现场拉拔试验、应力监测的过程和结果分析,得到了玻璃纤维筋的基本力学性能指标,并根据锚杆破坏形式分析了玻璃纤维筋在工程应用中的薄弱环节并提出了改进建议。其研究结果为玻璃纤维筋锚杆的设计和应用提供了一定的参考依据。

玻璃纤维筋抗浮锚杆在某工程中的抗拔试验研究与应用

抗浮锚杆是建筑工程地下结构抗浮措施的一种,在地下工程中广泛应用,常用杆体材料为钢筋,但玻璃纤维筋(GFRP)抗浮锚杆的研究与应用较少。通过在某工程的应用,并对玻璃纤维筋与传统材料抗浮锚杆进行抗拔对比试验,采用极限抗拔试验验证了玻璃纤维筋作为抗浮锚杆的可行性,为玻璃纤维筋(GFRP)在地下工程应用提供设计、施工依据。

玻璃纤维筋模板拉杆在荆州市盐卡泵站新建工程中的应用

传统混凝土工程模板安装采用钢筋拉杆作为固定模板的施工方法,存在外露拉杆切除困难、端头处理繁琐、影响混凝土外观表面质量等缺点。为克服钢筋拉杆的缺点和不足,文章利用玻璃纤维筋抗拉强度高的特点替代钢筋作为承受模板侧压力的拉杆,通过优化拉杆横纵间隔布置,在满足拉杆变形和螺栓抗滑要求的前提下减少拉杆的数量,达到了节省材料、降低成本、外观美观的目的。

玄武岩纤维筋的力学特性与破坏模式试验研究

玄武岩纤维筋预应力锚索的主体受力构件为BFRP筋,对BFRP筋的力学性质和破坏模式进行研究,可为BFRP筋预应力锚索在不同岩土工程对象中的应用提供参考和技术指导。研究表明:BFRP筋是一种典型的线弹性材料,极限荷载张拉破坏前筋材只存在线性应变,张拉过程中由于纵向拉伸下筋材环氧树脂基体传递剪力滞后使得BFRP筋具有自断口向两端发展的“灯笼状”破坏模式,极限荷载作用下BFRP筋聚集的弹性能瞬间释放,筋材发生脆性破坏,破坏前无明显征兆;相比于表面未粘砂的BFRP筋,表面粘砂的BFRP筋由于砂粒占据了筋材表面一定空间,导致其环氧树脂基体对玄武岩纤维的包裹程度降低,造成表面粘砂的BFRP筋强度稍低于表面未粘砂的BFRP筋。总的来看,尽管BFRP筋的抗拉强度较高,但其变形能力和抗剪切能力较弱,破坏前不存在屈服变形,单一手段的BFRP筋预应力锚索在动载或大变形能力的岩土锚固工程中适用性较差。

高温和冻融后玄武岩纤维筋力学性能研究

研究目的:为研究玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在高温和冻融作用后的力学性能变化规律,采用万能试验机对BFRP筋进行常温下拉伸试验,并对经过高温作用和冻融循环处理后的筋材拉伸性能进行测试。在试验结果基础上,探讨高温、冻融循环等环境条件对BFRP筋强度、刚度的影响及其力学性能退化情况,为拓展BFRP筋的工程应用提供试验数据和支撑。研究结论:(1)BFRP筋破坏形式为脆性破坏,极限抗拉强度大于1 100 MPa,弹性模量大于51 GPa;(2)BFRP筋抗拉强度随温度升高而降低,当温度达到300℃时,试件抗拉强度降幅高达32.5%,但剩余强度仍为783 MPa;(3)BFRP筋抗拉强度随冻融循环(-50℃~7℃)次数增加有所下降,循环冻融100次后,降低幅度为9.8%,残余抗拉强度为1 045.6 MPa;(4)在耐高温和冻融试验中,BFRP筋材的弹性模量变化不大,极限拉应变随温度升高、冻融循环次数增加而不断降低,与强度退化趋势基本相同;(5)本研究成果可为BFRP筋在高温和寒区环境冻融作用下的应用提供参考和借鉴。

大直径碳纤维筋锚固技术及试验研究

该文将大直径碳纤维筋与超性能混凝土相结合,充分发挥碳纤维轻质、高强、耐腐蚀的特点与超高性能混凝土的高耐久性优点,采用复合式锚固技术,开发配套锚具,确定锚固工艺,分别对Φ12单孔碳纤维筋锚固单元及多孔碳纤维筋锚索进行静载、疲劳试验,证明该锚固技术的可靠性。

玻璃纤维筋应用于地下连续墙中的质量控制要点

结合地下连续墙工程实例,介绍了地下连续墙施工中玻璃纤维筋替代普通钢筋的技术控制要点,总结了施工过程中的质量控制措施和注意事项,并结合现场施工经验,对玻璃纤维筋与普通钢筋的连接接头提出了改进思路,以便后续工程参考。

玻璃纤维筋在抽水蓄能电站大坝面板中的应用

水利水电工程大坝面板结构主要采用钢筋混凝土材料,为加快抽水蓄能电站大坝面板混凝土的施工进度和降低施工成本,基于玻璃纤维筋质量轻、抗拉强度高、材料结合力强和耐腐蚀性强等特性,研究在其大坝面板中混合采用“玻璃纤维筋+钢筋”的施工应用。经过下水库面板混凝土采用玻璃纤维筋的试验以及上水库面板大规模混合使用“玻璃纤维筋+钢筋”,通过和传统钢筋混凝土面板对比,发现混合使用“玻璃纤维筋+钢筋”方案能够加快施工进度和降低施工成本。

盾构刀具切削玻璃纤维筋的仿真研究

利用ABAQUS有限元分析软件围绕刀具切削玻璃纤维筋展开仿真模拟,分析切削速度、切削深度、切削角度和刀具弧度对刀具切削力的影响。研究表明:刀具切削力和波动性随着切削深度的增加而增加,建议采用截齿切削玻璃纤维筋深度不超过4 mm;刀具切削力随着切削速度的增加变化不明显;当切削角度小于70°时,切削力的波动程度(标准差)显著变大,建议切削角度不要小于70°;考虑刀具使用寿命,刀尖弧度建议不要低于2 mm。

行星摇臂式顶管机切削玻璃纤维筋砂浆试验研究

目前盾构隧道联络通道主要采用冷冻法对土体降温再进行开挖施工,但在复杂工况环境下仍存在极大施工风险。通过采用专门研制的行星摇臂式顶管机对不同强度等级的玻璃纤维筋砂浆试块进行全断面切削试验,对行星摇臂式顶管机切削玻璃纤维筋、砂浆和道具磨损情况进行研究。试验表明,行星摇臂式顶管机切削效率理想,试验结果可以促进今后顶管法直接开挖联络通道的理论发展和技术进步,以及指导实际切削钢筋混凝土管片的施工,为今后类似的工程提供相应的参考。

基坑钢筋-玻璃纤维筋混凝土桩支护性能及应用研究

广州某综合管廊顶管工程工作井基坑与规划地铁15号线交叉,为避免钢筋混凝土支护桩对地铁盾构施工产生不利影响,提出坑底以下以玻璃纤维筋替代钢筋,形成上部钢筋-下部玻璃纤维筋混凝土支护桩,通过实测数据分析钢筋-玻璃纤维筋桩体的支护性能。研究结果表明:1)坑底以下采用玻璃纤维筋代替钢筋可使盾构机较为容易地切断玻璃纤维筋,盾构机可直接通过;2)受力主筋中玻璃纤维筋与钢筋之间采用3个钢制U型卡进行连接;3)钢筋-玻璃纤维筋支护桩侧向变形呈现外凸型特征,且水平位移最大值在开挖底部处;4)基坑开挖完成后,支护桩侧向变形、支撑轴力、地表沉降在控制值范围内,说明钢筋-玻璃纤维筋支护桩的支护性能满足要求。

碳纤维筋(CFRP筋)松弛损失试验研究

探讨碳纤维筋的松弛特性,试验研究国产8碳纤维筋松弛损失,得出了碳纤维筋松弛损失的计算公式。

玄武岩纤维筋拉伸力学性能试验研究

为探讨玄武岩纤维(BFRP)筋的力学性能,分别用引伸计和光纤2种应变测试方法对其基本力学性能进行了研究.由于BFRP筋的抗拉弹性模量低,在BFRP筋中掺入钢丝,研制成了高模量的玄武岩纤维-钢丝复合筋.试验结果表明:BFRP筋的应力-应变曲线为直线;BFRP筋的抗拉弹性模量仅为钢筋的23%,用光纤应变检测的BFRP筋的抗拉弹性模量比用引伸计应变检测的高12.3%;BFRP筋的抗拉弹性模量随直径增大逐渐降低;掺杂钢丝可以显著提高BFRP筋的抗拉弹性模量.

火灾高温下玻璃纤维筋的力学性能研究

针对土木工程中所用的纤维筋耐火能力问题,对27组,共100根玻璃纤维(GFRP)筋试件在火灾高温时的力学性能进行了试验研究,试验中主要考虑了温度和受火时间的影响,得到了火灾高温中和火灾高温后玻璃纤维筋的抗拉强度和弹性模量。试验结果证明:玻璃纤维筋的力学性质表现出明显的阶段性,110°C时粘结胶体逐渐软化而丧失粘结能力,但温度下降后其粘结强度还可以恢复;190°C时粘结胶体已基本碳化,其粘结性能将不能再恢复。因为受到火灾高温的影响,玻璃纤维筋的强度和弹性模量均会下降,若所经历的最高温度低于190°C,其力学性能还可恢复;若高于190°C,将不能再恢复。这些试验结果可以用于玻璃纤维筋增强混凝土结构抗火设计中。

芳纶纤维筋有黏结部分预应力混凝土梁受弯性能研究

对以芳纶纤维筋为有黏结预应力筋、环氧涂层钢筋为非预应力筋的部分预应力混凝土梁的受弯性能进行研究,共进行了10根梁从混凝土开裂、裂缝开展直至梁受弯破坏的全过程试验。测定了梁的开裂弯矩,梁截面应变分布,变形的发展,裂缝出现、发展及分布情况,提出区分芳纶纤维筋破断及混凝土压坏的界限等效配筋率或界限中和轴高度,推导出芳纶纤维筋拉断和混凝土压坏同时发生,混凝土压坏、芳纶纤维筋未拉断及芳纶纤维筋拉断、混凝土未压坏等情况的受弯承载力计算方法,并提出芳纶纤维筋有黏结部分预应力混凝土梁短期刚度及裂缝宽度的计算方法。

玄武岩纤维筋混凝土梁非线性有限元分析

BFRP是一种性能优异的新型复合材料,为研究其在混凝土领域的应用,采用ANSYS软件分别对1个钢筋混凝土梁和3个玄武岩纤维筋混凝土梁进行非线性有限元分析,对它们的跨中挠度和裂缝发展情况进行对比。发现由于BFRP筋的高强度低弹性模量特性,致使玄武岩纤维筋混凝土梁的跨中挠度过大以及裂缝发展过快。而在考虑利用ANSYS强大的数值模拟功能,通过不断调整BFRP筋配筋量,最终达到用玄武岩纤维筋替代钢筋且不影响正常使用的目的。

盾构始发与接收时顶力的数值模拟研究——以北京地铁15号线某盾构直接切削玻璃纤维筋桩工程为例

盾构顶力是盾构始发和接收过程中的主要控制参数。以北京地铁15号线某6 m盾构直接切削玻璃纤维筋桩工程为背景,采用有限差分软件FLAC3D研究分析了盾构始发与接收时不同刀盘正面顶力作用下围护桩体受力以及地表变形规律。研究结果表明:盾构始发中在切割玻璃纤维筋桩体时,若顶力大于10 000 k N,会引起地表隆起;盾构接收中在切割玻璃纤维筋桩体围护结构时,由于桩的一侧为临空面,当盾构顶力大于8 000 k N时,会引起桩体发生向临空侧的倒塌破坏,存在一定的安全隐患。该研究对洞口处玻璃纤维筋桩体的设计和盾构安全施工具有较大的指导意义。

玻璃纤维筋混凝土构件的设计原理

从材料力学和钢筋混凝土结构的设计理论出发 ,假设混凝土先受压破坏 ,引入修正系数 ,得到了修正后的玻璃纤维筋混凝土构件抗弯、抗剪设计理论 ,由此考察了玻璃纤维筋混凝土构件的脆性破坏机理和特性 .最后通过一个玻璃纤维筋用于剪力墙结构的工程实例 ,初步验证了修正后的设计理论的实用性、科学性和安全性 .

玻璃纤维筋在盾构井围护结构中的应用研究

用玻璃纤维筋代替盾构围护结构中的钢筋,不但保证了盾构井围护结构的安全,而且使盾构始发、到达施工时不需要人工破除洞门,减少了盾构施工的安全风险。以深圳地铁5号线大学城站为工程依托,介绍玻璃纤维筋的材料特性、力学行为和工程实际应用。研究发现,玻璃纤维筋多数都是在端头墙周边的位置发生断裂的,且先被拉断的并不是主筋,而是直径较小的玻璃纤维箍筋。研究成果为玻璃纤维筋在盾构端头井围护结构中的应用提供了理论、技术和现场实施等方面的依据。