【摘要】：注漿體是錨桿錨固體系實(shí)現(xiàn)錨固力傳遞的關(guān)鍵介質(zhì),常用的水泥砂漿注漿體易收縮、開裂,從而導(dǎo)致錨桿銹蝕或失效。此外,水泥生產(chǎn)被認(rèn)為是溫室效應(yīng)及大氣污染的一個(gè)重要致因。與水泥相比,地聚物綠色環(huán)保、干燥收縮小、耐酸堿腐蝕、堿性高,能對錨桿提供更好的防腐保護(hù)。本文通過試驗(yàn)探討地聚物砂漿作為錨桿注漿料的可行性,論文的主要研究內(nèi)容及成果如下:1、開展了地聚物砂漿、地聚物凈漿、水泥砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和雙面直剪試驗(yàn),得到了這三種注漿材料的基本力學(xué)性能;在此基礎(chǔ)上對28根注漿錨桿進(jìn)行拉拔試驗(yàn),考察了錨桿類型、錨桿間距、注漿體材料類型和錨固深度等因素對注漿錨桿錨固性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)與抗壓強(qiáng)度相近的普通水泥砂漿,或水膠比相同的地聚物凈漿相比,地聚物砂漿與錨桿間的粘結(jié)強(qiáng)度更高。對于直徑為16mm的帶肋錨桿,8d(d為鋼筋直徑)的錨固深度可使地聚物砂漿錨桿和地聚物凈漿錨桿受拉屈服,12d的錨固深度可使它們拉斷;而采用水泥砂漿為注漿料時(shí),10d的錨固深度才能使錨桿受拉屈服,12d的錨固深度不能保證鋼筋被拉斷。(2)當(dāng)以地聚物砂漿為注漿料時(shí),帶肋錨桿的錨固深度建議取為12d及以上。2、對摻有不同膨脹劑含量(0%、7%、8%)的地聚物砂漿進(jìn)行了抗壓強(qiáng)度和豎向膨脹(收縮)率測試,并與水泥砂漿的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比;然后采用推出試驗(yàn)方法測試了注漿體與混凝土基體界面的粘結(jié)性能,并結(jié)合SEM微觀測試技術(shù)研究了注漿體-混凝土基體的界面微觀結(jié)構(gòu),得到以下結(jié)論:(1)摻入膨脹劑后,地聚物砂漿的早期強(qiáng)度發(fā)展速度減緩,但養(yǎng)護(hù)至90天時(shí),抗壓強(qiáng)度基本與未摻膨脹劑的地聚物砂漿接近;(2)未摻膨脹劑的地聚物砂漿收縮穩(wěn)定所需的養(yǎng)護(hù)齡期及最終收縮量均小于水泥砂漿,而摻入膨脹劑的地聚物砂漿會(huì)產(chǎn)生適量的膨脹;(3)養(yǎng)護(hù)齡期為28天時(shí),摻入了7%含量膨脹劑的地聚物砂漿與混凝土界面粘結(jié)強(qiáng)度是未摻無膨脹劑地聚物砂漿的1.3倍,是抗壓強(qiáng)度相近的水泥砂漿的近2倍;(4)微膨脹地聚物砂漿與混凝土基體中的骨料、砂漿的結(jié)合面粘結(jié)良好,無明顯裂縫和孔洞,而新注入的水泥砂漿與混凝土基體中的骨料、砂漿界面均存在著微裂縫。3、采用四種注漿材料(膨脹劑摻量為7%和8%的微膨脹地聚物砂漿、無膨脹劑地聚物砂漿、普通水泥砂漿)對50根錨桿進(jìn)行注漿錨固,然后開展拉拔試驗(yàn),以考察注漿體材料類型、錨桿類型、養(yǎng)護(hù)齡期、錨桿直徑和錨固深度對錨桿錨固性能的影響,探討錨桿軸向應(yīng)力和注漿體-錨桿粘結(jié)應(yīng)力沿錨固深度的分布規(guī)律,得到以下主要結(jié)論:(1)不論采用四種注漿料中的哪種,注漿錨桿發(fā)生粘結(jié)(拔出)破壞的破壞面均為錨桿-注漿體界面,而不是注漿體-混凝土基體界面;(2)水泥砂漿與帶肋錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度遠(yuǎn)低于與其抗壓強(qiáng)度相近的微膨脹地聚物砂漿與錨桿的粘結(jié)強(qiáng)度;(3)沿錨固深度方向,錨桿的軸向應(yīng)力逐漸減小,錨桿-注漿體界面的粘結(jié)應(yīng)力先增大后減小;隨著拉拔力增加,粘結(jié)應(yīng)力峰值對應(yīng)的深度位置下移;與具有相近抗壓強(qiáng)度的水泥砂漿相比,微膨脹地聚物砂漿注漿體與錨桿的粘結(jié)應(yīng)力峰值所對應(yīng)的位置更淺。
【圖文】：

（a）邊坡工程中的砂漿-錨桿簡圖 （b）錨桿傳力示意圖圖 1-1 錨桿傳力示意圖Fig.1-1 Load tranfer mechanism of the anchor2 粘結(jié)型錨桿粘結(jié)應(yīng)力分布砂漿-錨桿、砂漿-基體之間的粘結(jié)性能對錨固系統(tǒng)的傳力有重要影響。通錨固段界面的粘結(jié)應(yīng)力是均勻分布的，用平均粘結(jié)應(yīng)力作為界面的粘結(jié)情況與該假設(shè)有一定差別。為了研究錨固體系的傳力機(jī)制，國內(nèi)外學(xué)者內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn)場試驗(yàn)和理論分析工作。Farmer[42]較早提出當(dāng)錨桿所受荷載圍內(nèi)錨桿的軸向應(yīng)力和錨桿-注漿體界面的粘結(jié)應(yīng)力在加載端附近最大下以指數(shù)形式衰減，這個(gè)假設(shè)進(jìn)一步通過試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證；Li[43]在 Fa論的基礎(chǔ)上，，根據(jù)受力過程中錨固段錨桿與注漿體的脫粘情況，將粘結(jié)無粘結(jié)段、殘余摩擦段、線性增長段和指數(shù)衰減段；朱煥春等[44]為了研

養(yǎng)護(hù)完成后采用直接雙面剪切試驗(yàn)測試抗剪強(qiáng)度。2.2.2 試驗(yàn)方法及加載裝置地聚物凈漿、地聚物砂漿和水泥砂漿的抗折、抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)參照 GB/T 17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO 法）》[81]進(jìn)行，壓力機(jī)采用量程為 200kN 的 UTM5205 型電子萬能試驗(yàn)機(jī)，抗折和抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)均采用力控制，其中抗折強(qiáng)度試驗(yàn)的加載速率為50N/s，抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)的加載速度為 2500 N/s，加載裝置見圖 2-1（a）、（b），試件的抗折強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度分別參照公式（2-1）和（2-2）進(jìn)行計(jì)算。ff=1.5FfLb3（2-1）fc=Fcb2（2-2）式中：ff、fc分別為試件的抗折強(qiáng)度（MPa）、抗壓強(qiáng)度（MPa）；Ff和 Fc分別為抗折強(qiáng)度測試和抗壓強(qiáng)度測試的最大荷載（N）；b 是抗折/抗壓試件橫截面尺寸（40mm）。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU476

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2609414