玄武岩纤维增强聚合物锚杆用于边坡支护工程之研究现状 被引量：11

1

作者 白晓宇 井德胜 +3 位作者 王海刚 闫楠 王永洪 张明义 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第31期12702-12710,共9页

随着新型复合材料的快速兴起,玄武岩纤维增强聚合物(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)锚杆因其抗拉强度高、比重轻、耐腐蚀、绝缘性好等优点快速进入人们的视野。概述了近二十年以来中外对BFRP筋的基本物理力学性质以及其在边坡... 随着新型复合材料的快速兴起,玄武岩纤维增强聚合物(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)锚杆因其抗拉强度高、比重轻、耐腐蚀、绝缘性好等优点快速进入人们的视野。概述了近二十年以来中外对BFRP筋的基本物理力学性质以及其在边坡支护工程中的研究进展。重点从以下两个方面进行阐述:①根据前人所做的室内拉拔试验和现场试验,总结分析BFRP筋的抗拉强度、弹性模量、黏结强度、耐腐蚀等技术指标,对安全系数、支护设计等相关参数的选取进行了归纳总结;②通过现场试验与传统金属锚杆的支护效果进行对比分析,论证了BFRP锚杆取代金属锚杆的可行性与先进性。在综合已有试验和数值模拟结果的基础上,对BFRP锚杆在边坡加固工程的应用现状进行总结并提出针对性的建议,为BFRP锚杆在岩土工程的发展提供了新思路。 展开更多

关键词 边坡支护 玄武岩纤维增强聚合物锚杆 黏结性能 安全系数 数值模拟

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玄武岩纤维棒聚合物混凝土的弯曲韧性 被引量：5

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作者 崔圣爱 徐李麟 +1 位作者 饶家锐 曹卓颖 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期99-105,共7页

研究了玄武岩纤维棒(BFB)的纤维增强指数I_(R)对玄武岩纤维棒聚合物混凝土(BFB-PC)韧性指标T_((2(n-1)))(n)的影响,通过分形理论探究了T_((2(n-1)))(n)与裂缝形貌的关系,并建立了弯曲韧性计算模型.结果表明:当IR=90.0时,BFB对BFB-PC的... 研究了玄武岩纤维棒(BFB)的纤维增强指数I_(R)对玄武岩纤维棒聚合物混凝土(BFB-PC)韧性指标T_((2(n-1)))(n)的影响,通过分形理论探究了T_((2(n-1)))(n)与裂缝形貌的关系,并建立了弯曲韧性计算模型.结果表明:当IR=90.0时,BFB对BFB-PC的增韧效果最优,此时BFB-PC的弯曲韧性比未掺BFB时提升了8.39倍;BFB的增韧阈值为IR=37.5和IR=90.0;当IR相同时,与未掺聚合物的混凝土相比,聚灰比为0.06的BFB-PC T_((2(n-1)))(n)更高;IR越大裂缝形貌越复杂,T(2(n-1))(n)与裂缝分形维数呈二次函数关系;本文提出的弯曲韧性计算模型准确描述了BFB对PC梁的增韧作用,其试验值与理论值的相对误差小于15.00%. 展开更多

关键词 聚合物混凝土 玄武岩纤维棒 纤维增强指数 韧性指标 分形维数

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玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆抗拔性能试验研究与机制分析 被引量：39

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作者 张明义 寇海磊 +1 位作者 白晓宇 张宗强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1069-1076,1083,共9页

抗浮锚杆作为一种竖向锚固技术在我国许多地区广泛应用，锚杆作为抗浮结构的核心其性能受到极大关注。但因钢材易腐蚀，传统金属锚杆的耐久性受到质疑，特别是地铁等地下工程存在杂散电流，限制了金属抗浮锚杆的应用。玻璃纤维增强聚合... 抗浮锚杆作为一种竖向锚固技术在我国许多地区广泛应用，锚杆作为抗浮结构的核心其性能受到极大关注。但因钢材易腐蚀，传统金属锚杆的耐久性受到质疑，特别是地铁等地下工程存在杂散电流，限制了金属抗浮锚杆的应用。玻璃纤维增强聚合物（GFRP）抗浮锚杆是一种由树脂基体和玻璃纤维复合而成的新材料，与金属锚杆相比，它具有耐腐蚀、抗拉强度高、自重轻等优良特性。通过植入式裸光纤传感测试技术对GFRP抗浮锚杆的界面应力分布、荷载传递规律及破坏机制进行了研究，论证了GFRP抗浮锚杆使用的适宜性。试验表明，GFRP抗浮锚杆破坏以杆体基体材料剪切破坏为主，Ф28mm锚杆极限抗拔力为250kN，能够满足工程需要；杆体轴力沿深度方向逐渐递减，并且超过一定长度后杆体不再受力。结果显示，中风化岩地区，当锚固段长度为3．95～6．95m时，轴力影响深度范围约为3．7m，说明GFRP抗浮锚杆同样存在临界锚固深度问题。锚杆界面剪应力呈不均匀分布，剪应力峰值随荷载的增加逐渐向下转移，同时0值点也向杆体深部转移。研究成果可为GFRP抗浮锚杆应用于工程实际提供依据。 展开更多

关键词 非金属 玻璃纤维增强聚合物 抗浮锚杆 裸光纤 剪切破坏

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玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土在机场道面快速修补中的应用研究 被引量：9

4

作者 罗鑫 许金余 +1 位作者 李为民 张龙 《混凝土》 CAS CSCD 北大核心 2009年第12期106-109,共4页

作为一种新型混凝土材料——地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete,GC),凭借其优异的力学性能与耐久性,被应用于机场道面的快速修补。为研究玄武岩纤维对GC性能的改善能力,首先以矿渣与粉煤灰为原材料,并采用液体硅酸钠与NaOH作为碱... 作为一种新型混凝土材料——地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete,GC),凭借其优异的力学性能与耐久性,被应用于机场道面的快速修补。为研究玄武岩纤维对GC性能的改善能力,首先以矿渣与粉煤灰为原材料,并采用液体硅酸钠与NaOH作为碱激发剂,配制了纤维体积掺量分别为0、0.1%、0.2%、0.3%的玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土(basalt fiber reinforced geopolymeric concrete,BFRGC),测试了标准养护3、7、28d的BFRGC的准静态力学性能,包括:抗压、抗折强度,并分析了玄武岩纤维对GC的增强机理。结果表明:玄武岩纤维能够有效地提高GC的抗压、抗折强度;当玄武岩纤维体积掺量为0.3%时,玄武岩纤维对GC抗压强度的改善效果达到最佳,尤其是早期抗压强度,标准养护3、7、28d时的强度增长因子(Strength Increase Factor,SIF)分别为37.76%、34.82%、31.52%;当玄武岩纤维体积掺量为0.1%时,对GC抗折强度的改善效果达到最佳,标准养护3、7、28d时的SIF分别为16.67%、16.22%、22.22%。由此可见,玄武岩纤维的掺入,使得GC的性能有了显著的改善。因此,BFRGC在机场道面快速修补中将会有更加广阔的应用前景。 展开更多

关键词 玄武岩纤维 地质聚合物混凝土 机场道面快速修补 增强机理

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玻璃纤维增强聚合物锚杆锚头试验研究 被引量：5

5

作者 孙涛 周飞羽 +2 位作者 刘强 杨俊杰 刘通昌 《中国水利水电科学研究院学报》 北大核心 2017年第4期250-255,262,共7页

本文实施了金属和玻璃纤维锚头的极限抗拔承载力的模型试验。结果表明,金属螺母长度达到10cm时,玻璃纤维增强聚合物锚杆锚头达到其极限抗拔承载力。该锚杆破坏形式为扒皮破坏,表层平均脱落厚度在2.4~2.7mm之间。起抵抗剪切破坏作用的主... 本文实施了金属和玻璃纤维锚头的极限抗拔承载力的模型试验。结果表明,金属螺母长度达到10cm时,玻璃纤维增强聚合物锚杆锚头达到其极限抗拔承载力。该锚杆破坏形式为扒皮破坏,表层平均脱落厚度在2.4~2.7mm之间。起抵抗剪切破坏作用的主要是基体树脂及其附近的少数玻璃纤维。螺母长度为8cm的玻璃纤维增强聚合物锚头极限抗拔承载力,大约等同于金属螺母长度范围为6~7cm的锚头抗拔承载力,产生的位移值约是后者的2倍。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强聚合物 锚杆 锚头抗拔承载力

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纤维增强地质聚合物混凝土早期冲击力学性能的对比研究 被引量：8

6

作者 罗鑫 许金余 李为民 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第10期163-168,共6页

为对比研究玄武岩纤维和碳纤维对地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete,GC)早期冲击力学性能的改善效果,首先以矿渣与粉煤灰作为原材料,并采用液体硅酸钠与NaOH作为碱激发剂,配制了纤维体积掺量分别为0、0.1%、0.2%、0.3%的玄武岩纤... 为对比研究玄武岩纤维和碳纤维对地质聚合物混凝土(geopolymeric concrete,GC)早期冲击力学性能的改善效果,首先以矿渣与粉煤灰作为原材料,并采用液体硅酸钠与NaOH作为碱激发剂,配制了纤维体积掺量分别为0、0.1%、0.2%、0.3%的玄武岩纤维增强地质聚合物混凝土(basalt fiber reinforced geopolymeric concrete,BFRGC)和碳纤维增强地质聚合物混凝土(carbon fiber reinforced geopolymeric concrete,CFRGC),再采用Φ100 mm霍普金森压杆(split Hopkin-son pressure bar,SHPB)试验装置测试了两种材料3d、7d的冲击力学性能,并对试验进行对比分析。结果表明:纤维增强地质聚合物混凝土(fiber reinforced geopolymeric concretes,FRGCs)早期冲击力学性能具有显著的应变率相关性;BFRGC的早期动态强度特性优于CFRGC;BFRGC在10—102s-1范围内的能量吸收能力与CFRGC的相当,但BFRGC相对于CFRGC在吸收冲击能上的优势,将会随着应变率的增加而越发明显。对比可知:BFRGC较CFRGC而言,具有更加优越的早期冲击力学性能,主要体现在动态强度和能量吸收能力上。 展开更多

关键词 纤维增强地质聚合物混凝土 玄武岩纤维 碳纤维 早期冲击力学性能 霍普金森压杆

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玻璃纤维锚杆在基坑支护中的应力分布规律 被引量：5

7

作者 陈超 徐东升 +1 位作者 徐学勇 陈记文 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第32期13394-13401,共8页

为深入研究玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer,GFRP)锚杆代替传统钢筋锚杆作为支护结构应用于基坑工程的可行性,通过现场拉拔试验探究了GFRP锚杆应力沿杆体的分布规律,通过有限元分析研究了不同参数的影响规律,并为提... 为深入研究玻璃纤维增强聚合物(glass fiber reinforced polymer,GFRP)锚杆代替传统钢筋锚杆作为支护结构应用于基坑工程的可行性,通过现场拉拔试验探究了GFRP锚杆应力沿杆体的分布规律,通过有限元分析研究了不同参数的影响规律,并为提高GFRP锚杆在基坑工程应用的可行性,进一步探讨了常见锚具失效的机理,开发设计了新型锚具。结果表明:GFRP锚杆在拉拔过程中,轴力沿锚杆杆体呈指数型衰减,最后趋近于零,存在一个临界锚固深度,大部分轴力作用范围为0~4 m;剪应力分布具有峰值点,大致位于离端口0.5 m处,最大剪应力峰值为2.27 MPa,剪应力发挥的主要区间为0.5~3.5 m;轴力分布范围扩大的速率远小于拉拔荷载增加的速率,当荷载增加到极限荷载的50%时,应力分布范围趋近于最大传递距离;上覆压力变化对锚杆轴力传递范围没有明显影响;当黏聚力和内摩擦角增加到一定值时,对锚杆轴力影响开始下降;新型GFRP锚具能有助于GFRP锚杆发挥出其强抗拉特性,具有良好的工程应用价值。 展开更多

关键词 基坑支护 玻璃纤维增强聚合物(GFRP)锚杆 应力分布 有限元分析 锚具设计

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抗浮锚杆荷载-位移特性及极限承载力预测 被引量：8

8

作者 井德胜 白晓宇 +3 位作者 刘超 刘永江 张明义 黄永峰 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第22期9570-9576,共7页

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)抗浮锚杆因其布置灵活、分散应力、耐腐蚀性强、绿色环保等优点,已成为钢筋抗浮锚杆的良好替代品。为进一步研究GFRP抗浮锚杆的承载性能,基于青岛某基坑抗浮工程中的6根GFRP筋和钢筋锚杆开展现场拉拔破坏性试... 玻璃纤维增强聚合物(GFRP)抗浮锚杆因其布置灵活、分散应力、耐腐蚀性强、绿色环保等优点,已成为钢筋抗浮锚杆的良好替代品。为进一步研究GFRP抗浮锚杆的承载性能,基于青岛某基坑抗浮工程中的6根GFRP筋和钢筋锚杆开展现场拉拔破坏性试验。试验结果表明:钢筋锚杆与GFRP锚杆平均破坏荷载分别为324 kN、394 kN,锚固强度利用率均达到92%。在相同直径、相同锚固长度条件下,GFRP锚杆能够承受更大的拉拔力,且发挥了更大的黏结强度。在荷载-相对滑移曲线分析中,GFRP抗浮锚杆整体呈缓“S”形,钢筋锚杆整体呈“L”形,表明GFRP锚杆抗浮性能优于钢筋锚杆。根据二次多项式回归分析,当锚杆杆体位移量小于20 mm时,预测精度较高,最高可达96.15%。研究结果对实际抗浮工程应用具有一定的借鉴和参考价值。 展开更多

关键词 玻璃纤维增强聚合物(GFRP)抗浮锚杆 极限承载力 荷载-位移曲线 相对位移 预测

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BFRP模壳不排水加固RC墩柱恢复力模型 被引量：1

9

作者 张景杭 夏樟华 +3 位作者 姜绍飞 洪俊贤 朱朴 范千 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期192-203,共12页

为研究玄武岩纤维增强聚合物(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)模壳不排水加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)墩柱抗震恢复力模型,在拟静力试验基础上,采用OpenSees有限元软件对模壳加固墩柱进行数值分析,主要研究参数为... 为研究玄武岩纤维增强聚合物(basalt fiber reinforced polymer, BFRP)模壳不排水加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)墩柱抗震恢复力模型,在拟静力试验基础上,采用OpenSees有限元软件对模壳加固墩柱进行数值分析,主要研究参数为填充层混凝土强度、模壳厚度、加固高度、轴压比。研究表明:填充层混凝土强度等级越高,墩柱抗震性能有所增强,但C40以上的填充层混凝土强度等级墩柱的抗震性能较为接近;模壳加固厚度较大墩柱的抗震性能优于厚度较小墩柱;当模壳加固高度较高时,墩柱的抗震性能较好,当加固高度大于2~3倍原墩柱塑性铰高度时,抗震性能提升效果趋于稳定;轴压比越大,墩柱的刚度退化较快,不利延性发展。后通过数据回归分析,建立了BFRP模壳加固RC墩柱恢复力模型,对比可知,恢复力模型与试验曲线拟合较好,能有效反映加固墩柱的滞回性能,可为此类结构的抗震性能分析提供参考。 展开更多

关键词 玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)模壳 不排水加固 钢筋混凝土(RC)墩柱 有限元 参数分析 恢复力模型

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ECC–XPS夹心复合墙板界面黏结性能试验 被引量：4

10

作者 李雨珊 尹世平 +3 位作者 徐世烺 侯向明 王宇清 李传秀 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期232-242,共11页

因建筑外围护结构面层开裂脱落导致保温隔热性能下降,从而引起建筑能耗大等问题已经受到了广泛关注,并且现存的外墙保温方法难以保证墙体具有与建筑同样的寿命。基于此,本文提出了一种以工程水泥基复合材料(ECC)作为饰面层和结构层、挤... 因建筑外围护结构面层开裂脱落导致保温隔热性能下降,从而引起建筑能耗大等问题已经受到了广泛关注,并且现存的外墙保温方法难以保证墙体具有与建筑同样的寿命。基于此,本文提出了一种以工程水泥基复合材料(ECC)作为饰面层和结构层、挤塑聚苯乙烯(XPS)保温板作为保温层的夹心复合墙板,并对其进行了双面剪切试验。在此基础上,分析各类试件的破坏模式,研究制作方式、保温层厚度、连接件及玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)连接件角度对ECC–XPS夹心复合墙板界面黏结性能的影响。结果表明:预制试件的黏结性能最差,约为现浇试件的1/3;随着保温层厚度的增加,试件的抗剪承载力和延性降低,并且试件的厚度越大,其抗剪承载力和延性降低的幅度越大;连接件的存在能够有效提高试件的抗剪承载力和延性,还会改变试件的破坏模式;减小连接件的嵌入角度有助于增大试件的抗剪承载力,但会降低试件的延性,还会导致破坏模式发生改变。为了评估ECC–XPS夹心保温墙板达到峰值荷载后的耗能能力,对各类试件进行了韧性分析,发现在墙板中设置一定的连接件能够有效提高试件的耗能能力,并且设置90°连接件对耗能能力的提升最明显,同时预制试件的耗能能力最差。根据试验结果对抗剪承载力计算公式进行修正。研究为ECC–XPS夹心复合墙板在实际工程中的应用奠定了基础。 展开更多

关键词 夹心复合墙板 工程水泥基复合材料 玄武岩纤维增强聚合物 界面黏结性能 韧性指数

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紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下BFRP布的耐久性试验 被引量：2

11

作者 王海良 李博 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1153-1159,共7页

为研究不同层数和环境作用对玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)布耐久性的影响,进行了2、3、4层BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下的拉伸试验,分析环境类型和作用时间等对其拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸破坏应变的影响.结果表明:3种... 为研究不同层数和环境作用对玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)布耐久性的影响,进行了2、3、4层BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下的拉伸试验,分析环境类型和作用时间等对其拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸破坏应变的影响.结果表明:3种环境作用下,随着作用时间的增加,3种BFRP布的拉伸强度均逐渐减小且下降幅度趋于平缓;拉伸破坏应变的变化趋势与之类似;拉伸弹性模量变化较小,上下波动幅度不超过7%,且无明显规律性;3种BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下,2层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为15.60%、11.13%、17.82%,3层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为4.66%、6.40%、11.69%,4层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为11.78%、17.47%、19.95%;随着作用时间的增加,耦合作用影响明显大于单一作用;上述3种环境作用下,BFRP布拉伸性能与层数间不存在正比关系;有必要对用于桥梁工程加固的BFRP布性能考虑由于环境作用引起的抗拉强度折减. 展开更多

关键词 玄武岩纤维增强聚合物 紫外线 疲劳荷载 耦合 耐久性

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BFRP管混凝土柱抗震性能研究 被引量：2

12

作者 李红健 陈林聪 宁西占 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第10期106-114,161,共10页

为适应复杂的海洋环境,该研究提出玄武岩纤维增强聚合物(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)管钢筋混凝土柱,并采用拟静力试验和有限元软件OPENSEES研究其抗震性能,探讨BFRP管厚度、轴压比、长细比、纵筋直径和屈服强度对BFRP管钢... 为适应复杂的海洋环境,该研究提出玄武岩纤维增强聚合物(basalt fiber reinforced polymer,BFRP)管钢筋混凝土柱,并采用拟静力试验和有限元软件OPENSEES研究其抗震性能,探讨BFRP管厚度、轴压比、长细比、纵筋直径和屈服强度对BFRP管钢筋混凝土柱破坏机理和抗震性能的影响规律。研究结果表明:试件的滞回环都比较饱满,均发生弯曲破坏;BFRP管厚度的增大使试件的承载力和耗能性能小幅提高,强度退化放缓;轴压比大的试件承载力高,耗能性能较强,但变形能力差,强度以及刚度退化较快;长细比的增大使试件的滞回曲线变得更为瘦长,整体刚度、峰值荷载、累积耗能大幅降低,同时极限位移明显增大;增大纵筋直径和提高纵筋屈服强度均可使试件的滞回曲线愈加饱满,初始刚度、峰值荷载以及累积耗能也得到有效提高。BFRP管混凝土柱相比于钢筋混凝土柱,多项抗震性能指标都比较优异,但是与钢管混凝土柱相比仍存在一定差距。 展开更多

关键词 玄武岩纤维增强聚合物(BFRP)管 钢筋混凝土柱 滞回性能 拟静力试验 OPENSEES

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