基于碳絲維復(fù)合材料的變形性能,分析了有機(jī)聚合物提高材料力學(xué)性能的融合機(jī)理,通過抗拉試驗(yàn)、抗彎試驗(yàn)、抗扭試驗(yàn)等驗(yàn)證了碳絲維錨固材料良好的力學(xué)性能、耐腐蝕性能及錨固性能;依據(jù)Mohr-Coulomb強(qiáng)度準(zhǔn)則建立邊坡模型對(duì)漸進(jìn)式擴(kuò)展破壞、材料參數(shù)演化等進(jìn)行仿真模擬,研究了滑體內(nèi)特征點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的變化過程;通過分析不同錨固材料治理邊坡后的安全系數(shù)變化,驗(yàn)證了新型碳絲維錨桿在治理漸進(jìn)式滑坡破壞工程中的可靠性。結(jié)果表明:①碳絲維錨固材料作為新型的復(fù)合材料,具有良好的抗拉性能、抗彎性能、抗扭性能等物理力學(xué)指標(biāo),其耐腐蝕性及可靠的錨固效果均優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼筋錨固材料;②邊坡的滑體、滑帶、滑床等特征變量變化決定了漸進(jìn)破壞的過程,其有效殘余黏聚力的大小取決于錨固材料性能優(yōu)劣;③相比與傳統(tǒng)鋼筋錨固材料,碳絲維錨固材料具有良好的塑性變形能力,能夠適應(yīng)漸進(jìn)式的破壞過程,確保了治理前后較高的安全系數(shù)指標(biāo),表明新型碳絲維錨固材料在邊坡漸進(jìn)式破壞治理工程中更具有推廣價(jià)值。 

【文章來源】：礦產(chǎn)與地質(zhì). 2020,34(03)

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

碳絲維錨桿結(jié)構(gòu)圖

由圖2可知，傳統(tǒng)鋼筋錨固材料試件應(yīng)力峰值強(qiáng)度約180MPa，新型碳絲維錨桿材料應(yīng)力峰值強(qiáng)度接近240MPa，高于傳統(tǒng)鋼筋錨固材料應(yīng)力峰值強(qiáng)度近35%，另外由圖2應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線變化也可以看出，新型錨固材料線性變化規(guī)律性較好，未見應(yīng)力集中現(xiàn)象，而傳統(tǒng)鋼筋錨固材料應(yīng)力應(yīng)變曲線規(guī)整性較差，應(yīng)力集中現(xiàn)象較明顯。試驗(yàn)結(jié)果表明，碳絲維聚合物材料在強(qiáng)、弱動(dòng)態(tài)鍵的協(xié)同作用下，可大大提高其拉伸倍數(shù)，一般鋼筋材料的拉伸通常不超過10倍，而新型材料拉伸倍數(shù)可達(dá)30倍以上，大大提高了錨固材料的抗拉性能。在工程使用中可有效增加錨固力，防止因抗拉性能不足而引發(fā)滑坡的二次破壞。2.2 抗彎性能試驗(yàn)

碳絲維錨固材料按配比方案要求制備長度為400mm、直徑Φ22mm的標(biāo)準(zhǔn)試件2根。采用同樣的方法制作傳統(tǒng)鋼筋錨桿，材料為Φ22的HRB235鋼筋，長度為400mm，制作標(biāo)準(zhǔn)試件2根，制備過程保持環(huán)境干燥，防止生銹。試驗(yàn)設(shè)備為QX-W700錨桿彎曲強(qiáng)度測試儀，試驗(yàn)開始后緩慢施加應(yīng)力，每次彎曲角度達(dá)到180°后，反向加載，彎曲數(shù)次后進(jìn)行擾度測試，試驗(yàn)結(jié)果見圖3。由圖3可知，傳統(tǒng)鋼筋錨桿試件經(jīng)3次彎曲試驗(yàn)后，表面出現(xiàn)明顯裂裂紋，峰值強(qiáng)度達(dá)到最大，經(jīng)5次彎曲試驗(yàn)后，鋼筋進(jìn)入塑性階段，彎曲面幾乎斷裂，出現(xiàn)塑性破壞，此時(shí)強(qiáng)度逐漸降低；新型碳絲維錨固材料試件經(jīng)3次加載彎曲后，表面幾乎無裂縫，整個(gè)材料仍處于彈性變形范圍，此時(shí)峰值強(qiáng)度逐漸增大。經(jīng)10次彎曲試驗(yàn)后，峰值強(qiáng)度達(dá)到最大，試件表面有明顯裂紋出現(xiàn)，但峰值強(qiáng)度依舊保持較高水平，試件仍表現(xiàn)出極好的韌性。以上試驗(yàn)結(jié)果表明新型碳絲維錨固材料相比于傳統(tǒng)鋼筋錨固材料具有良好的抗彎性能，在治理滑坡工程中能夠有效抵抗滑體帶來的彎曲破壞。

【參考文獻(xiàn)】：
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