一、项目名称：复合材料腰梁及抗浮锚杆的研究应用

一、项目名称：复合材料腰梁及抗浮锚杆的研究应用

二、完成人：张明义，白晓宇，章 伟，王秀丽，张鹏，寇海磊，李征翼，张亚妹，刘俊伟 三、完成单位： 青岛理工大学，中基发展建设工程有限责任公司 四、申报奖类及等级： 科技进步二等奖

五、项目简介：

本成果瞄准学科发展前沿和工程实际需求，通过系统试验研究，首次将玻璃纤维增强复合材料（GFRP材料）引入基坑支护的腰梁和抗浮锚杆，为GFRP材料在土木工程中的应用开拓了全新领域。主要工作和创新点为：

1. 研发了一种新型双腹板工字形GFRP腰梁，代替型钢腰梁，构件的稳定性得到加强，材料的强度特性得到充分发挥。采用弹簧反力装置首次对GFRP拉挤构件进行了大吨位徐变特性的试验研究，验证了 GFRP腰梁长期力学性能可以满足实际工程要求。

2. 首次将GFRP腰梁应用于基坑工程实践，获得了不同材料特性（弹性和徐变性能）的腰梁对锚索预应力损失的影响规律。通过内置套筒式GFRP腰梁连接方法，形成腰梁可拆卸的施工工艺，从而可实现腰梁循环利用。因GFRP材料重量轻，不必使用大型机械，施工方便。

3．首次将非金属GFRP材料应用于抗浮锚杆，克服了传统金属锚杆存在的地下水腐蚀和电化学腐蚀问题，特别适合于地铁车站抗浮；

4．采用植入式裸光纤光栅串对GFRP抗浮锚杆现场进行全长受力测试，揭示了GFRP抗浮锚杆的应力应变分布规律及黏结破坏机理；获得了GFRP抗浮锚杆与地下室底板混凝土锚固性能和蠕变特征，提出了“全变形”概念，完善了设计理论和方法。

以上两种技术在多项工程中推广应用，节约工程造价30%~40%,取得了良好的经济效益。同时，用GFRP材料代替金属材料，减少污染，绿色施工，有着非常重要的环境及社会效益。

共取得相关专利8项（另受理3项），发表学术论文17篇。

六、每位完成人对本项目的贡献、曾获科学技术奖励情况、提供的代表性论文、论著目录

1、张明义，项目全面负责，代表性成果：

[1] 著作：张明义等，副主编（3/11）, 青岛市深基坑工程实践，[M].北京:中国建筑工业出版社，2011.6,

[2] 论文：张明义, 寇海磊，白晓宇,张宗强，玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆抗拔性能试验研究与机制分析, 岩土力学, 2014, 35(4): 1069-1076,1083

[3] 发明专利：一种复合材料腰梁支护装置，专利号：ZL201010208704.X，发明人：张明义, 章伟, 寇海磊，康文。中华人民共和国国家知识产权局。专利权人：青岛理工大学，中基发展建设工程有限公司。公告日期2013年4月3日

[4] 实用新型专利：一种非金属抗浮锚杆，发明人: 张明义,寇海磊，郭燕文，专利权人：青岛理工大学；专利号：ZL201220590978.4，公告日期：2013.4.10,证书号：2841639

[5] 实用新型专利：一种夹具振弦式纤维筋拉力测量装置，专利号：ZL201320577788.3，发明人: 汤洪霞，张明义，白晓宇，邵志国，刘志刚，专利权人：青岛理工大学；授权公告日：2014.2.19

[6] 实用新型专利：一种非金属抗浮锚杆杆体应力测试装置，专利号：ZL201320627739.6，发明人: 张明义，白晓宇，张鹏，闫楠, 寇海磊,专利权人：青岛理工大学；授权公告日：2014.3.12

[7] 实用新型专利：一种内置非金属筋材的抗浮桩，专利号：ZL201320369408.7，发明人: 张明义，白晓宇，闫楠, 丛宇，专利权人：青岛理工大学；授权公告日：2014.5.7

2、白晓宇，主要负责GFRP抗浮锚杆试验研究，代表性成果：

[1] 白晓宇, 张明义, 刘鹤，风化岩地基微型抗浮桩承载性能原位试验研究, 工业建筑, 2014, 44(2): 94-97，ISSN:1000-8993，CN 11-2068/TU

[2] 实用新型专利：一种非金属抗浮锚杆蠕变试验加载装置，专利号：ZL201320630223.7，发明人:

白晓宇，张明义，张亚妹，闫楠，专利权人：青岛理工大学；授权公告日：2014.3.12

[3] 实用新型专利：一种螺旋式穿心千斤顶，专利号：ZL201320628435.1，发明人:白晓宇，张明义，张舜泉，闫楠，专利权人：青岛理工大学；授权公告日：2014.3.12

3、章伟，主要负责GFRP腰梁试验研究，代表性成果：

[1] Zhang wei, Zhang Mingyi, Gao litang, Experimental Study on the Bending Properties of GFRP Middle Beam in Foundation Pit Support，Advanced Materials Research,v160-162, 2011 : 921-926(EI: 201113566690) The 11th International Symposium on Structural Engineering

[2] Zhang wei, Zhang Mingyi, Gao litang, Design and experimental investigation of a new-style pultruded GFRP mid-beam，Advanced Materials Research,v250-253, 2011 : 388-391(EI: 20112314039876)

[3] 章伟, 张明义, 高立堂，复合材料腰梁受弯性能的试验研究, 建筑科学, 2011, 172(11): 33-36 [4] 张顺凯, 章伟, 张明义, 袁海洋, 孟令波, GFRP腰梁在基坑支护中的应用与研究，青岛理工大学学报，2013，34(3):6-10

[5] 实用新型专利：一种复合材料腰梁支护装置, 专利号：ZL201020236319.1，发明人：章伟，张明义，寇海磊，田丰，专利权人：青岛理工大学, 南京建辉复合材料有限公司， 证书号第1679967号，授权公告日：2011年1月26日. 中华人民共和国国家知识产权局

4、王秀丽，主要负责GFRP腰梁的现场应用试验研究，代表性成果：

[1]发明专利：一种复合材料腰梁支护装置，专利号：ZL201010208704.X，专利权人：青岛理工大学，中基发展建设工程有限公司。公告日期2013年4月3日

5、张鹏，主要负责GFRP抗浮锚杆现场试验技术，代表性成果：

[1] 实用新型专利：一种非金属抗浮锚杆杆体应力测试装置，专利号：ZL201320627739.6，发明人: 张明义，白晓宇，张鹏，闫楠, 寇海磊,专利权人：青岛理工大学；授权公告日：2014.3.12

6、寇海磊，主要负责GFRP抗浮锚杆及腰梁的理论研究及测试，代表性成果： [1] 张明义，寇海磊，白晓宇，等。玻璃纤维增强聚合物抗浮锚杆抗拔性能试验研究与机制分析. 岩土力学，2014，35(4)：1069–1076

[2] 实用新型专利：张明义 寇海磊 郭燕文，一种非金属抗浮锚杆（ZL 201220590978.4），授权公告日：2013.4.10

[3] 发明专利：张明义, 章伟, 寇海磊，康文. 一种复合材料腰梁支护装置（ZL201010208704.X），授权公告日：2013.4.3

7、李征翼，主要负责GFRP腰梁的数值模拟，代表性成果：

[1]发明专利：一种复合材料腰梁支护装置，专利号：ZL201010208704.X，专利权人：青岛理工大学，中基发展建设工程有限公司。公告日期2013年4月3日

8、张亚妹，主要负责GFRP抗浮锚杆的室内试验，主要代表性成果：

[1] 实用新型专利：一种非金属抗浮锚杆蠕变试验加载装置，专利号：ZL201320630223.7，发明人:白晓宇，张明义，张亚妹，闫楠，专利权人：青岛理工大学；授权公告日：2014.3.12

9、刘俊伟，主要负责GFRP抗浮锚杆及腰梁的理论研究及数值模拟

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/s4id.html