玻璃纤维增强复合桩水平承载特性试验与数值模拟

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1、第４０卷第５期土木建筑与环境工程Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．５２０１８年１０月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ，Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＯｃｔ．２０１８ｄｏｉ：１０．１１８３５／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４４７６４．２０１８．０５．００２玻璃纤维增强复合桩水平承载特性试验与数值模拟徐宁，张建伟，李荣翔（河南大学土木建筑学院；岩土与轨道交通工程研究所，河南开封４７５００４）摘要：玻璃纤维增强复合材料（ＧＦＲＰ）具有轻质、抗拉强度高、耐腐蚀性和抗疲劳等优点，广泛应用于土木工程领域。ＧＦＲＰ复合桩是

2、一种通过在普通混凝土桩身外包ＧＦＲＰ纤维布以增强其抗弯性能的新型桩。通过开展室内模型试验，分别得到了水平荷载下ＲＣ桩和ＧＦＲＰ复合桩桩顶位移、桩身弯矩的试验结果，对比分析了两者的水平承载特性。利用有限元分析软件ＡＢＡＱＵＳ对水平荷载作用下的ＧＦＲＰ复合桩进行数值模拟，试验结果与数值模拟结果拟合较好。结果表明：ＧＦＲＰ复合桩与ＲＣ桩的桩身弯矩分布规律基本一致，最大弯矩在１／４～１／３桩长处，ＧＦＲＰ复合桩的水平承载特性优于ＲＣ桩；不改变桩身截面，仅在一层ＧＦＲＰ单向布的约束下，ＧＦＲＰ复合桩的弹性模量、极限水平承载力均有一定的提

3、高。关键词：玻璃纤维复合材料；承载能力；约束混凝土；ＧＦＲＰ复合桩；数值分析中图分类号：ＴＵ４７３．１文献标志码：Ａ文章编号：１６７４４７６４（２０１８）０５０００９０７犜犲狊狋犪狀犱狀狌犿犲狉犻犮犪犾狊狋狌犱狔狅狀狋犺犲犫犲犪狉犻狀犵犮犪狆犪犮犻狋狔狅犳犌犉犚犘犮狅犿狆狅狊犻狋犲狆犻犾犲狌狀犱犲狉犾犪狋犲狉犪犾犾狅犪犱犻狀犵狊犡狌犖犻狀犵，犣犺犪狀犵犑犻犪狀狑犲犻，犔犻犚狅狀犵狓犻犪狀犵（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ；ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄ

4、ＲａｉｌＴｒａｎｓｐｏｒｔＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋａｉｆｅｎｇ４７５００４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：ＧｌａｓｓＦｉｂｅｒＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｏｌｙｍｅｒ（ＧＦＲＰ）ｗａｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｃｉｖｉｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｉｔｓａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ，ｈｉｇｈｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｆａｔｉｇｕｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｅｔｃ．ＧＦＲＰｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｉｌｅｉｓａｎｅｗｔｙｐ

5、ｅｏｆｐｉｌｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｂｙＧＦＲＰｕｐｏｎＲＣｐｉｌｅｔｏｅｎｈａｎｃｅｉｔｓｂｅｎｄｉｎｇｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．ＴｈｅｌａｔｅｒａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲＣｐｉｌｅａｎｄＧＦＲＰｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｉｌｅｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｖｉａｔｈｅｍｏｄｅｌｔｅｓｔ．Ｔｈｅｌａｔｅｒａｌｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｂｏｔｈｔｗｏｐｉｌｅｔｙｐｅｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄ．ＴｈｅＧＦＲＰｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｉｌｅｕｎｄｅｒｌａｔ

6、ｅｒａｌｌｏａｄｉｎｇｓｗａｓｓｉｍｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅＦＥＡｓｏｆｔｗａｒｅＡＢＡＱＵＳ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ，ｂｏｔｈｓｈｏｕｉｎｇｔｈａｔｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｍｏｍｅｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆＧＦＲＰｃｏｍｐｏｓｉｔｅｐｉｌｅｗａｓｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅＲＣｐｉｌｅ，ａｎｄｔｈｅ收稿日期：２０１７１０１５基金项目：国家自然科学基金（５１５０８１６３、５１６０８０７１）；河南

7、省科技厅产学研合作项目（１３２１０７００００２５）作者简介：徐宁（１９９２），男，主要从事桩基工程研究，Ｅｍａｉｌ：８３７８７９５７６＠ｑｑ．ｃｏｍ。张建伟（通信作者），男，副教授，Ｅｍａｉｌ：ｚｊｗ１０１＿０＠１６３．ｃｏｍ。犚犲犮犲犻狏犲犱：２０１７１０１５犉狅狌狀犱犪狋犻狅狀犻狋犲犿：ＮａｔｉｏｎａｌＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｏｆＣｈｉｎａ（Ｎｏ．５１５０８１６３，５１６０８０７１）；ＩｎｄｕｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎｂｙＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ

8、ｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＨｅｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ（Ｎｏ．１３２１０７００００２５）犃狌狋犺狅狉犫狉犻犲犳：ＸｕＮｉｎｇ（１９９２），ｍａｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｉｎｔｅｒｅｓｔ：ｐｉｌｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｅｍａｉｌ：８３７８７９５７６＠ｑｑ．ｃｏｍ．Ｚ