【摘 要】
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碳纤维增强聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）作为一种高性能的非金属复合材料,从最初应用于航空、航天、汽车等工程,逐步发展到混凝土结构的加固、修复和改造,近年来在岩土锚固领域得到了迅速发展,代表了未来岩土锚固材料的发展方向。与钢筋杆相比,CFRP筋因其轻质、高强、耐腐蚀、施工便捷等优点,用其代替钢筋作为锚杆杆体是解决锚杆锈蚀问题的有效途径之一。本文在文
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碳纤维增强聚合物（Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP）作为一种高性能的非金属复合材料,从最初应用于航空、航天、汽车等工程,逐步发展到混凝土结构的加固、修复和改造,近年来在岩土锚固领域得到了迅速发展,代表了未来岩土锚固材料的发展方向。与钢筋杆相比,CFRP筋因其轻质、高强、耐腐蚀、施工便捷等优点,用其代替钢筋作为锚杆杆体是解决锚杆锈蚀问题的有效途径之一。本文在文献综述、室内试验和数值模拟的基础上,对CFRP锚杆的传力机理和锚固性能进行了研究。主要工作和结论总结如下:（1）在已有的复合型锚具基础上设计了改进的的碳纤维复合型锚具,通过开展拉拔试验研究了复合型锚具锚固性能,分析了锚杆的极限荷载、钢套管的实测点应变以及最终的整体破坏形式。结果表明:在不施加预紧力的情况下,改进后的复合锚螺母的垂直紧固力能有效地防止夹片滑移,因此与传统的复合锚锚固性能相比,改进后的复合锚锚固性能有了很大的提高。荷载与CFRP筋的总滑移量呈正相关关系。加筋材料的表面形态对锚固性能有显著影响,加筋材料加筋后,粘结材料与加筋材料之间的剪应力较大,锚固效率提高14.3%。（2）采用有限元方法研究了不同覆岩压力下土与地锚的相互作用。土和锚的相互作用,以及土的行为,采用Drucker-Prager格模型进行建模,该模型允许在加载过程中滑动和失去接触。将数值模拟方法应用到以往的数值模拟和现场试验结果中,采用Midas-GTS-NX有限元法对新型CFRP锚杆在受压以及受拉后再承受拉拔荷载,以保证数值分析的准确性。结果表明,土-浆液和浆液-锚杆体界面模型对地锚荷载传递过程的数值模拟结果有重要影响。（3）采用MIDAS-GTS-NX有限元软件对Menhyiaa购物中心基坑支护进行了数值模拟。通过布设三排复合型CFRP土层锚杆+排桩的支护方式,并与传统的钢筋锚杆进行对比。结果表明:最大水平位移和垂直位移均发生在基坑顶部桩的8m范围内。为了防止基坑被破坏,需禁止在桩顶8m桩径范围内堆放重物。此外,通过比较同等造价条件下的CFRP复合型土层锚杆与传统的钢筋锚杆的位移（变形）和应力等数值分析结果,显示了CFRP复合型土层锚杆相比传统钢筋锚杆更具优势,可以较好的应用于实际工程。
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