岩土锚固技术作为一种有效的支护和加固措施,广泛应用于各类工程项目的建设中。锚固系统所处的自然环境和应力状态的复杂性,导致其力学响应不尽相同。目前针对其在静载作用下力学机制的研究成果十分丰富,但是在腐蚀和动荷载等复杂环境下的耐久性及动态性能研究相对薄弱,而此类复杂环境又对锚固工程的安全性提出了较大考验。因此,开展锈蚀锚杆的动态粘结性能研究,对锚固结构设计和在役锚固系统的安全性评估有着重要的现实意义。本文依托2018年大连市杰出青年科技人才支持计划(2018RJ10),开展了有关锈蚀砂浆锚杆动态粘结性能研究,主要内容如下:(1)设计并开展了锈蚀砂浆锚杆动态拉拔试验:结合实际工程应用中锚固结构特点及环向受力特征,设计、制作了分层圆柱体锚杆试件,并对钢筋表面进行快速锈蚀处理以模拟腐蚀环境下的钢筋锈蚀状态;通过对钢筋切割并内贴应变片的方法,采集拉拔过程中的钢筋应变数据;应用MTS电液伺服试验系统进行正弦荷载的加载频率控制,模拟锚杆的动态受力状态。(2)根据拉拔试验结果对锚杆的锚固性能进行研究:根据实测应变数据,采用解矩阵方程法拟合出钢筋-砂浆界面的粘结应力,绘制出荷载-滑移曲线、应变及应力分布曲线,探讨了锈蚀作用、锈蚀位置和加载频率对锚杆的抗拔承载力及界面粘结性能的影响。结果表明:锈蚀产物的存在对锚杆抗拔承载力和粘结性能有较大影响,其中锚杆前段部位(加载端)的粘结状态对整体的锚固质量最为关键;随着加载频率的增加,锚杆的抗拔承载力逐渐降低,而粘结应力峰值逐渐增大,粘结应力沿锚固方向的传递距离逐渐减小。(3)利用ANSYS有限元软件对物理拉拔试验进行模拟分析:采用零厚度的面-面接触单元建立钢筋与砂浆的联接,通过调整界面摩擦系数和初始粘结应力模拟钢筋与砂浆之间的粘结情况,对钢筋应力、界面接触压应力、粘结应力等计算结果进行分析,结果表明锈蚀位置对界面接触压应力有较大影响,粘结应力分布趋势与试验结果整体较为一致。基于数值模拟结果的可靠性,开展了锈蚀砂浆锚杆的参数敏感性研究,分析了砂浆保护层厚度、锚固长度及锈蚀率对锚固界面粘结性能的影响规律。