FRP 材料在土木工程中的应用.ppt

4.3 边坡检测 GFRP锚杆的受力变形特性监测 K161+310～K161+440边坡分别在GFRP锚杆加固段选取了一个剖面，在钢筋锚杆加固段选取了一个剖面进行监测，从2007年10月17日到2008年5月16日，共监测了180日，每隔30日量测一次数据；K163+070～K163+137.5边坡只在FRP锚杆加固段选取了一个剖面进行监测，从2007年6月16日到2008年5月16日，共监测了300日，每隔30日量测一次数据。应变计安装在在每个剖面内的四根锚杆内，每根锚杆安装4个应变计。 边坡土压力变化情况监测 土压力采用土压力盒进行测试，两种筋材加固的边坡各测试一个断面，每断面埋设土压力盒6个。K161+310～K161+440边坡分别在GFRP锚杆加固段选取了一个剖面，在钢筋锚杆加固段选取了一个剖面进行监测；K163+070～K163+137.5边坡只在GFRP锚杆加固段选取了一个剖面进行监测。土压力盒分别埋设以锚杆应力监测的三个剖面上，每个剖面埋设6个土压力盒，土压力盒埋设在格构梁的节点处。三个剖面的监测时间为2007年11月16日到2008年5月16日，共监测了150日，每隔30日量测一次数据。 K163+070～K163+137.5边坡锚杆应变监测示意 K161+310～K161+440边坡锚杆应变监测示意 K163+070~K163+137.5边坡土压力监测示意K161+310~K161+440边坡土压力监测示意 4.3 边坡检测 对GFRP锚杆以及HRB335钢筋土钉进行了现场拉拔试验，对其荷载-位移关系、拉拔破坏模式、极限承载力进行了分析和研究 ； 从A、B、C监测剖面的土压力沿坡高分布形态来看，土压力分布呈梯形形态，坡顶土压力较低，近坡脚处的土压力较高； 两边坡的应变监测点的值在120d以后增长幅度逐渐放缓，基本上应变已取得了最大值，趋于稳定状态，这说明GFRP锚杆加固边坡的效果还是相当不错的； GFRP锚杆加固的K161+390-K161+440和K163+070-K163+137.5两个边坡，很好经受住了湖南一个完整雨季以及50年一遇的冰灾的考验，边坡岩土体已处于稳定状态。 4.4 经济性比较和分析 根据相关的试验研究GFRP锚杆在某些材料性质方面完全可以代替钢筋锚杆用于边坡和隧道锚固支护，现在我们将简要分析一下两者经济上的影响因素 。 况且锚杆的材料费用在锚杆施工费用中占的比例是很小的。 由下文可见，随着GFRP锚杆强度的升高、材料单价价格的进一步降低，其价格比越来越低，也就是说材料的性能价格比随之提高。进一步说明较小直径的GFRP杆件可以代替较大直径的螺纹钢用作锚杆支护。 同时由于GFRP材料的密度小的特点，大大降低了锚杆的重量，进而降低锚杆的运输、搬运、安装成本。 5、复合材料连续配筋技术 公路水泥混凝土路面设计规范（Specifications of Cement Concrete Pavement Design for highway）JTG D40－2002中规定：连续配筋混凝土路面是面层内配置纵向连续钢筋和横向钢筋，横向不设缩缝的水泥混凝土路面。 根据美国钢筋混凝土协会（1986）对于六个洲连续混凝土路面进行调查后撰写的CRCP性能报告中指出：腐蚀是连续配筋混凝土路面最主要的裂化因素，进而导致混凝土分层、剥落和钢筋断裂。 GFRP由于其优良的耐腐蚀性能，不导电、轻质高强成为了CRCP的一个新选择。 几种常用路面结构平均寿命对比 项目 CRCP（GFRP） CRCP（steel） ACP JCP FDACP 50%可用，寿命 ― 31 13.5 25.0 16.0 75%可用，寿命 ＞25 25 9.0 14.0 6.0 平均寿命 ？ 31 12.1 16.5 16.0 寿命周期 ？ 1.00 1.14 1.58 1.74 根据美国钢铁协会（American iron and steel institute）2004年报告，使用CRCP路面通过30年的研究数据分析，从寿命周期经济性指标比较，可以比普通沥青混凝土路面（ACP，asphalt concrete pavement）节省14%；比混凝土路面（JCP，Jointed concrete pavement）节省58%，比全厚式沥青混凝土路面（FDACP，Full depth asphalt concrete pavement）节省74%。采用GFRP筋“连续配筋混凝土路面”的使用寿命比传统钢筋“连续配筋混凝土路面”更长，长远看来经济和社会效益更加突出。 GFRP筋代替钢筋在连续配筋混凝土面层应用是可行的，需要优化设计； 优点是：减小路面开裂的程度，延长连续配筋混凝土路面的使用寿命； 缺点是：由于配