實(shí)驗(yàn)名稱：預(yù)應(yīng)力GFRP錨桿節(jié)理面抗剪性能及損傷力學(xué)模型研究

研究方向：復(fù)合材料在土木工程中的應(yīng)用

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：本文根據(jù)錨桿雙剪試驗(yàn)方法設(shè)計并開展了不同預(yù)應(yīng)力下GFRP錨桿節(jié)理面剪切試驗(yàn)，基于試驗(yàn)結(jié)果分析了預(yù)應(yīng)力對GFRP錨桿節(jié)理面的失效模式、抗剪承載力、剪切變形的影響，并基于等效應(yīng)變假定，結(jié)合損傷力學(xué)理論，建立了GFRP錨桿剪切位移-剪切剛度和剪切位移-剪應(yīng)力的預(yù)測模型。

測試設(shè)備：應(yīng)變采集儀、多功能疲勞試驗(yàn)機(jī)、ATA-61411功率放大器等。

實(shí)驗(yàn)過程：通過對不同預(yù)應(yīng)力下GFRP錨桿的節(jié)理面剪切試驗(yàn)，利用Aigtek的功率放大器采集GFRP錨桿的剪切應(yīng)變，從而分析得到GFRP錨桿節(jié)理面的剪切應(yīng)力，以便進(jìn)一步研究預(yù)應(yīng)力GFRP錨桿的抗剪力學(xué)性能，結(jié)合Aigtek功率放大器增強(qiáng)后的剪切應(yīng)變試驗(yàn)結(jié)果，基于剪切剛度變化規(guī)律和Weibull損傷理論，建立損傷模型，揭示了預(yù)應(yīng)力GFRP錨桿抗剪損傷失效機(jī)理。

圖1：預(yù)應(yīng)力GFRP錨桿節(jié)理面抗剪性能及損傷力學(xué)模型研究實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：根據(jù)荷載-位移曲線將荷載位移變化過程分為三個階段：剪切初期、剪切中期、剪切末期，破壞模式均為左中右混凝土試塊出現(xiàn)裂紋，中間混凝土試塊裂紋較大，頂部受壓區(qū)壓潰，部分GFRP筋發(fā)生劈裂，大部分GFRP筋劈裂后發(fā)生剪切破斷。無預(yù)應(yīng)力的GFRP錨桿隨著剪應(yīng)變的增加荷載增加較為平緩，整體剛度較低；而有預(yù)應(yīng)力的GFRP錨桿隨應(yīng)變的增加荷載先迅速增加后趨于平緩，初始剛度較大，20%、40%預(yù)應(yīng)力的GFRP錨桿的斷裂應(yīng)變比無預(yù)應(yīng)力錨桿分別下降了33%、44%，表明預(yù)應(yīng)力對圍巖的約束作用較為明顯，有效提高節(jié)理面抗剪承載能力。

圖2：實(shí)驗(yàn)結(jié)果

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審核編輯 黃宇