BFRP锚杆在岩土锚固中的研究现状与展望

随着新型纤维增强聚合物材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)的飞速兴起,轻质高强且具有优异耐腐蚀性能的玄武岩增强聚合物(Basalt Fiber Reinforced Polymer, BFRP)锚杆逐渐被应用于岩土工程以及锚杆加固的工程实践当中。基于BFRP锚杆的研究成果,阐述了BFRP锚杆的工作原理、锚固性能,总结了BFRP锚杆的力学性能试验和数值模拟研究进展,说明了在工程应用中使用BFRP锚杆取代传统钢筋锚杆的可行性与先进性,并对BFRP锚杆研究领域存在的不足进行了分析,为BFRP锚杆在岩土锚固领域的未来研究方向提出了合理化建议。

BFRP筋锚杆土质边坡支护应用研究

论文通过拉伸试验、抗剪试验、耐腐蚀试验、与水泥基黏结强度试验,研究了BFRP筋力学性能,表明BFRP筋抗拉强度大于890MPa,耐酸碱强度保留率大于92%,抗剪强度略小于普通钢筋,与水泥基类黏结强度大于4.5MPa。参照《岩土锚杆(索)技术规程》(CECS 22:2005),结合BFRP力学性能参数,对BFRP锚杆支护土质边坡进行设计。BFRP筋作为锚杆,其抗拉强度设计值取750MPa,与砂浆黏结强度取2.0MPa。通过BFRP筋材和钢筋锚杆加固土坡的现场对比试验,分析了BFRP锚杆加固土质边坡的效果,表明两种锚杆受力和边坡变形类似,验证了BFRP筋作为岩土支护锚杆的适用性。

新型玄武岩纤维复合材料(BFRP)锚杆力学性能研究

针对预应力锚杆的性能需求,开发了单筋型、平行索型和绞索型三种不同类型的预应力玄武岩纤维复合材料(BFRP)锚杆,研究了其拉伸、锚固和拉拔性能。结果表明,以环氧树脂作为黏结介质时,平行索的平均强度最高,达1 319 MPa。绞索由于本身捻度,受扭转作用,相较于平行索刚度和承载力有所下降,但是破坏时整体性更好,不会发生逐根破坏。采用平行-内锥式锚具时,锚杆的破坏模式为试件中间自由段纤维炸裂,锚固效率系数均大于97%。平行索的拉拔极限荷载最高,绞索的拉拔极限荷载最低,但拉拔刚度最高。

新型BFRP锚杆在边坡支护工程中的施工工艺研究

新型BFRP筋材具有高强度、耐腐蚀、与注浆体粘结性能良好等优点,适合作为工程锚杆。从BFRP锚杆制作、锚具设计、锚杆施工步骤等角度,对新型BFRP筋材锚杆的施工工艺进行研究。设计制作了适合于预加力锚杆和非预加力锚杆的BFRP锚杆专用锚具,并获得简易对中器制作方法及锚具粘结工艺。通过实际工程应用表明,所提出的新型BFRP筋材锚杆施工方法合理可行。

BFRP锚杆与钢筋锚杆现场拉拔试验对比分析

通过BFRP锚杆的现场拉拔试验,测试BFRP锚杆的抗拔极限承载力,并与钢筋锚杆对比,研究BFRP锚杆的锚固性能。根据试验数据分析BFRP锚杆的平均单根极限抗拔力和极限抗拉强度。结果表明:6根?14BFRP锚杆极限抗拔力与3根?28 HRB400钢筋锚杆极限抗拔力相当。多束BFRP筋组成锚杆时,平均单筋极限抗拔力约为BFRP筋极限抗拔力的80%。