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CFRP筋锚固体系研究与应用现状
刘荣桂;李明君;蔡东升;刘德鑫
【期刊名称】《建筑科学与工程学报》
【年(卷),期】2012(029)002
【摘要】为促进碳纤维增强复合材料(CFRP)这一具有密度小、抗拉强度高、抗疲劳、耐腐蚀等特性材料的研究工作与在土木工程结构中的实际应用,主要介绍了各国有关CFRP筋及其锚具研究和应用的最新进展,分别对粘结型、夹片型、复合型3类现有的主要类型锚具的锚固机理、代表性试验研究和数值分析等方面做了整理和归纳,并提出了锚具开发和应用的一些关键问题和建议.
【总页数】7页(P14-20)
【作者】刘荣桂;李明君;蔡东升;刘德鑫
【作者单位】江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江212013;江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江212013;江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江212013;江苏大学土木工程与力学学院,江苏镇江212013
【正文语种】中文
【中图分类】U448.27
【相关文献】
1.CFRP筋锚固技术试验研究 [J], 侯苏伟;龙佩恒;黄国平;路泽超
2.CFRP筋带方向及端部锚固对加筋土抗剪强度的影响 [J], 杜运兴;尚守平;周芬
3.CFRP筋粘结型锚固系统疲劳及应力松弛性能研究 [J], 朱元林;刘礼华;周佳琪;黄
盛彬
4.CFRP筋粘结式楔型锚具锚固性能分析 [J], CHEN Hua;CHEN Yao-jia;XIE Bin;WANG Peng-kai;DENG Lang-ni
5.桥梁用CFRP筋/索锚固系统力学性能研究进展 [J], 赵军;蒋振雄;朱元林;黄盛彬;周祝兵;樊秋杨
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CFRP索锚固系统力学性能研究摘要：鉴于斜拉桥拉索面临使用寿命较短的问题，本文比较了传统材料和新型替换材料的材料性能，分析总结了传统锚具存在的缺陷，提出一种新型锚具形式并对其受力性能进行分析，最后讨论了现今锚具的发展方向。
关键词：斜拉桥；斜拉索；CFRP; 锚具1. 研究背景随着时代的发展，全世界的基础设施也在不断发展，为了跨越更多更险峻的沟谷和宽阔的大江大河，以及让更多的地方形成交通网络，在基础设施中起关键作用的桥梁更加得到了充足的发展。
为了跨越更大的障碍，桥梁的跨径也越来越大，而斜拉桥作为大跨径桥梁的适用桥型之一，自上世纪以来得到了快速的发展。
传统钢拉索作为斜拉桥重要的传力结构之一，受运营期工作环境的影响，很容易锈蚀，从而降低使用寿命。
一般来说，斜拉桥的设计使用年限为100年，但是斜拉索的设计使用年限只有20年，甚至有的斜拉索锈蚀严重，在工作十多年就需要进行换索，这对于整个结构来说是不匹配的或者是不经济的，因此斜拉索的使用寿命便成为了限制斜拉桥发展的一大难题。
2. 解决方法目前提高斜拉索使用寿命的方法主要有两种，一种是做好防护措施，在施工过程中就对斜拉索做好一定的防护措施，这样在一定程度上可以增加斜拉索的使用寿命。
但是，斜拉桥大多处于水域之上，尤其对于一些沿海地区的斜拉桥或者是大型的跨海大桥，所处环境对于钢索及锚具的锈蚀尤其严重。
而且，斜拉桥在运营过程中会受到各种作用，因此斜拉索会受到往复振动，这导致钢索也会因疲劳而降低其使用性能。
所以，这种方法只是可以进一步延长斜拉索的使用寿命，却是没有从根源上解决钢拉索使用寿命较低的问题。
第二种方法是寻求斜拉索的新材料来代替钢拉索，从而从根本上解决斜拉索使用寿命短的问题。
目前，得到广泛研究的碳纤维增强复合材料（简称CFRP）、芳纶纤维增强复合材料（简称AFRP）和玻璃纤维增强复合材料（简称GFRP）等新型材料，具有抗拉强度高，抗疲劳性能以及耐腐蚀性能都远远超过了钢束，用这些新材料代替钢拉索成为未来斜拉桥发展的方向所在。
第29卷第8期 V ol.29 No.8 工 程 力 学 2012年 8 月 Aug. 2012 ENGINEERING MECHANICS172———————————————收稿日期：2010-11-08；修改日期：2011-02-20基金项目：国家自然科学基金项目(51006133，51178197)；厦门市科技计划项目(3502Z20093029)；福建省科技重大项目(2011y4008) 通讯作者：郭子雄(1967―)，男(回族)，福建惠安人，教授，博士，院长，主要从事工程结构抗震防灾的研究(E-mail: guozxcy@). 文章编号：1000-4750(2012)08-0172-08筋夹板式锚具锚固性能试验研究叶 勇，郭子雄(华侨大学土木工程学院，福建，泉州 362021)摘 要：设计了一种CFRP 筋夹板式锚具，通过对40个CFRP 筋-锚具组装件的拉拔试验，研究了锚固长度、螺栓预紧力、螺栓数量和CFRP 筋表面处理等对锚具锚固性能的影响。
试验结果表明：试件的破坏形态包括CFRP 筋的滑移、断裂和拉脱三种，试件达到极限荷载时的滑移量较小。
增加锚固长度、螺栓总预紧力、螺栓数量以及对CFRP 筋表面打磨处理均可在一定范围内提高锚具试件的极限荷载。
通过合理控制上述参数，可以使锚具发挥良好的锚固性能，满足实际使用要求。
该文给出了CFRP 筋夹板式锚具合理的构造和螺栓预紧力值。
在试验研究基础上，分析了CFRP 筋夹板式锚具的锚固作用机理，建立考虑锚固长度、螺栓预紧力和螺栓数量的CFRP 筋-锚具界面平均摩擦系数模型，并提出夹板式锚具的极限荷载计算公式，与试验结果吻合良好，具有较好的适用性。
关键词：碳纤维筋；夹板式锚具；拉拔试验；锚固性能；荷载-滑移关系中图分类号：TU502.6 文献标志码：A doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2010.11.0806EXPERIMENTAL RESEARCH ON THE PERFORMANCE OF CLAMPINGANCHORS FOR CFRP RODSYE Yong , GUO Zi-xiong(College of Civil Engineering, Huaqiao University, Quanzhou, Fujian 362021, China)Abstract: A series of 40 pull-out tests were carried out to study the anchorage performance of a new type of clamping anchor for CFRP rods. The various variables included the bonded length, the pre-tightening forces and number of bolts, and the surface treatment of CFRP rod. There were three types of failure modes observed in the tests, namely fracture, slip and pullout of CFRP rod, respectively. Slight slip was measured when the ultimate load of specimen was reached. Test results show that increasing the bonded length, pre-tightening forces or number of bolts leads to a higher ultimate load, and so does rod-surface rubbing. Suitable size of the clamping anchor and pre-tightening forces of bolts are proposed. The anchorage mechanism of the clamping anchor is analyzed, and a model to predict the ultimate capacity of specimen is put forward based on the test results. The calculated results are in good agreement with the test ones.Key words: CFRP rods; clamping anchor; pull-out test; anchorage performance; load-slip relation碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer ，简称CFRP)筋具有轻质高强、抗疲劳性能好、耐腐蚀等优点，在新建工程和加固工程中应用广泛[1]。
碳纤维预应力筋及拉索锚固系统的试验研究和理论分析由于高级复合材料-碳纤维增强塑料CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastics)筋或拉索是一种横观各向同性材料,其抗剪强度与抗拉强度之比较低,导致传统的预应力筋或拉索锚具不再适用于CFRP预应力筋或拉索,否则将会由于抗剪强度过低而导致过早失效。
因此,若在预应力混凝土或拉索结构中应用CFRP预应力筋或拉索,必须研制适合CFRP预应力筋或拉索的锚固系统。
目前有关CFRP预应力筋或拉索锚固系统的系统研究成果及其应用仍较少,为了使其研究成果进一步完善,应用范围进一步扩大,对CFRP预应力筋及拉索的锚固系统进行系统研究具有重要的实用价值和理论意义。
本文依托国家自然科学基金资助项目和教育部优秀青年教师资助基金对CFRP预应力筋及拉索的锚固系统进行了系列的试验研究和理论分析。
主要的研究内容及其相应的研究成果如下:(1)开发了一种新的CFRP筋粘结式锚具,即采用活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete)作为粘结介质的粘结式锚具。
静载试验详细研究了CFRP筋在RPC中的锚固性能,试验参数包括CFRP筋的表面形状、预张拉力、锚固长度、根数、间距以及套筒内壁倾角等。
试验结果表明,对于抗拉强度不大于3000MPa的表面压纹CFRP筋,RPC抗压强度不小于130MPa,普通粘结试件的临界锚固长度为20倍筋材直径;对于预张拉粘结试件,当预张比为56%时,锚固系统具有最短临界锚固长度,为13倍筋材直径。
根据试验结果,建立了平均粘结强度、平均粘结强度对应的滑移量、临界锚固长度以及粘结滑移本构模型,并验证了其适用性。
(2)通过试验研究得到了CFRP筋在RPC中粘结应力沿埋长分布的实测曲线,并建立了粘结应力沿埋长分布的位置函数的计算式。
在试验研究的基础上,从粘结锚固性能的平衡方程、变形方程以及本构方程出发,推导了粘结应力、CFRP筋轴向应力、滑移量以及位置函数等锚固变量沿锚长分布的理论计算公式。
第三章对拉试验现象和结果分析第三章对拉试验现象和结果分析３．１试验现象３．１．１试件破坏现象和过程对拉试验中，有三个生产厂家生产的ＦＲＰ簸。
直径有巾９、毒１１．５、由１２、耷１５、４２０几种，共有试件１９个。
其中，矩形试件７个，Ｔ形试件１２个，埋入长度分别有７０ｄ、６０ｄ、４０ｄ、２５ｄ、２０ｄ、１５ｄ。
现将试验中，各对拉试件主要破坏过程和现象按编号分别描述并附实际加载和破坏特写照片如下：（１）ＲＣｌｌ＿ｌ：ＣＦＲＰ筋锚固长度７４ｄ该试件在加载至２９ｋＮ以后就不断有筋纤维与树脂剥离声，当荷载至约７８ｋＮ时筋被突然拉断，无滑移。
图３一ｌＲＣＩ１－１试件加载前照片和破坏时局部特写（２）ＲＣｌｌ－２：ＣＦＲＰ筋锚固长度３０ｄ加载过程中有筋纤维与树脂的剥离声，通长筋纤维逐渐劈裂贯穿，最后在靠近端部拉断。
图３－２ＲＣｌｌ－２试件加载前照片和破坏时局部特写（３）ＲＣｌｌ－３：ＣＦＲＰ筋锚固长度１５ｄ当加载至１０ｋＮ时加载端开始产生滑移，约２０ｋＮ时自由端开始产生滑移。
随着荷载的不断增加，滑移与荷载也几乎均匀增加，在４０ｋＮ时混凝土在加载端的筋附近产生纵向裂纹。
当荷载加至６５ｋＮ时，荷载不太稳定，继续加载至７０ｋＮ时，有明显的滑移声，加载Ａ端滑移值突然增大，瞬间相对滑移东南大学硕士学位论文２．１５ｒａｍ，累计滑移３．２３ｍｍ，而加载Ｂ端相对滑移较小为０．２４ｍｍ，累计滑移２．６１ｒａｍ；这时自由端滑移较大的Ｂ’端相对滑移２．０９ｍｍ，累计滑移２．５７ｍｍ，Ａ’端相对滑移较小仅Ｏ．０８ｒａｍ，累计滑移０，４５ｍｍ。
之后又继续加载，当加至７７ｋＮ时，由于滑移及ＦＲＰ筋变形加大，荷载难以稳定，且混凝土纵向裂缝从筋裂延伸至试件表面并不断扩大，导致加载端仪表崩脱，而自由端仪表仍然可以读数，其中Ｂ，端滑移较大，瞬间相对滑移１．６５ｍｍ，累计滑移４．２２ｍｍ，另一端则未见滑移。
之后荷载越来越难以稳定，且开始回落至６３ｋＮ时。
碳纤维（CFRP）预应力筋力拉索锚固系统静力性能的试验研究近年来，对CFRP在桥梁及结构工程中的应用研究日趋活跃，CFRP在工程实际中的应用也日趋广泛，但CFRP筋在应用中遇到的最大困难就是锚固问题。
本文从解决这一实际问题入手，提出了以RPC作为新型粘结介质的粘结式锚具和改善外形后的夹片式锚具，通过静载试验证明了这两种锚具的可行性，并采用有限元方法分析了粘结式锚具和夹片式锚具各自参数对锚固性能的影响。
对于粘结式锚具，本文详细研究了以RPC(活性粉末混凝土)、环氧砂和普通混凝土作为粘结介质的粘结式锚具在不同CFRP筋表面形状、锚固长度、外套筒内壁倾角等参数下的锚固性能。
证明了RPC作为粘结介质的优异性能并提出了较为有效的锚固方法。
通过对传统夹片式锚具的改造，改善了CFRP筋在夹片式锚具作用下的受力性能，在试验的基础上，详细研究了锚具长度、倾角以及对夹片的预加力等参数对两种不同外表形状CFRP筋的锚固性能。
指出，通过对传统夹片式锚具的改造可以对CFRP筋提供有效的锚固。
本文采用通用有限元程序Marc，分别对粘结式和夹片式锚具进行了理论分析。
研究了不同粘结介质、锚固长度对粘结式锚具锚固性能的影响；研究了不同内壁倾角差值、外套筒内壁倾斜角度以及锚具长度对夹片式锚具锚固性能的影响，得出了与试验结果较为一致的结论。
在本文的最后，对适合CFRP筋的锚具的发展和进一步研究提出了建议和注意的问题。
有粘结预应力CFRP板加固锚固系统的开发及试验研究随着社会经济的快速发展,人民的基本生产生活得到保障,人们对建筑提出了更高的要求,于是在大量新建建筑的同时,原来的建筑经过数十年后还需进行维修、加固、改造以满足社会需求。
CFRP板以其轻质高强的材料性能广受加固工程的青睐,对CFRP板施加了预应力使其高强性能得以充分发挥。
本文在研制和完善张拉锚固设备的基础上,对CFRP板施加预应力并对6根不同加固条件的钢筋混凝土梁进行抗弯试验,主要研究内容和研究成果如下:1.详细介绍了本文设计的张拉锚固设备的设计原理,通过试张拉以及静载试验对本套设备进行优化,总结了CFRP板施加预应力工艺,为工程CFRP板加固提供技术支持。
通过试验比较了三种锚具的性能优劣,试验证明MJ1相比MJ2、MJ3具有更优性能,在整个静载试验过程中均没有出现CFRP板滑移现象,锚具锚固效果良好。
2.分析CFRP板预应力损失的影响因素,给出了预应力损失的计算公式,统计分析了试验中CFRP板预应力损失。
计算结果比试验值偏小,有待进一步完善公式。
3.CFRP板加固提高了梁的屈服荷载和极限荷载,预应力CFRP板加固可有效提高梁的开裂荷载,随着预应力增大,提高效果越明显;CFRP板加固可明显提高梁的刚度,钢筋屈服后,CFRP板逐渐发挥高强作用,使得梁的刚度不会迅速下降;预应力度合适时,可使CFRP板加固梁破坏有明显征兆,以保证梁的延性。
4.钢筋屈服前,CFRP板和钢筋共同承受拉力,施加了预应力使得CFRP板的应力滞后明显得到改善,增大了CFRP板的利用率,充分发挥了CFRP板的高强性能,但预应力大小应控制在一定范围,建议张拉预应力度为0.4cfuf~0.6cfuf。
5.提出了加固梁承载力计算公式,具有较好的适用性;在配纤率较小的情况下,随着预应力的增大加固梁的破坏状态可从混凝土压碎的“超筋破坏”状态转为CFRP板断裂的“适筋破坏”状态。
CFRP筋及拉索粘结型锚具粘结-滑移的数值模拟研究摘要：针对碳纤纤增强塑料CFRP（Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastics）作为预应力筋或拉索的锚固问题，本文以活性粉末混凝土RPC(Reactive Powder Concrete)作为粘结介质的粘结型锚具为对象，根据提出的简化模型，采用有限元分析软件ANSYS中非线性弹簧单元对CFRP与RPC粘结-滑移相互作用进行的数值模拟，计算得的荷载-滑移曲线与试验曲线吻合较好，对CFRP筋或拉索应力沿锚具的分布情况进行了初步探讨，有助于更好的了解CFRP筋与RPC之间的粘结-滑移相互作用关系。
关键词：碳纤维增强塑料，活性粉末混凝土，锚固；粘结；数值模拟Abstract: aiming at the CFRP reinforced plastic fine fine carbon as prestressed anchor cable or pull problems, the paper with the RPC RPC as bond anchorage the adhesive of the medium type as the object, the simplified model according to the proposed, using the finite element analysis software ANSYS nonlinear spring unit in CFRP and RPC bond-sliding interaction of numerical simulation, the calculated load curve and the test curve-slip is consistent, the CFRP reinforced or lasso along the stress distribution of the anchorage paper, help better understand CFRP reinforcement and the bond-slip between RPC interactions.Keywords: carbon fiber reinforced plastics, the RPC, anchor; Bond; Numerical simulationCFRP具有高强、轻质以及良好抗腐蚀性，而其作为预应务及拉索的实际应用中最大的困难是其锚固问题，国内外对CFRP 筋的粘结式锚固系统已进行了相当的研究,粘结介质主要有环氧砂、环氧树脂、水泥浆或膨胀水泥浆等[1 ] ,但这些粘结介质存在强度较低、或徐变过大、或热稳性能较差等不足。
CFRP筋粘结式楔型锚具锚固性能分析CHEN Hua;CHEN Yao-jia;XIE Bin;WANG Peng-kai;DENG Lang-ni【摘要】为研究CFRP筋粘结式楔型锚具锚固性能及其影响因素,对12套CFRP 筋粘结式楔型锚具进行静载试验,以锚具内倾角和锚固长度为变化参数,获取锚具试件荷载—滑移全过程曲线,推出锚具内部CFRP筋与环氧树脂砂浆界面粘结—滑移本构模型.研究表明:增大锚具内倾角和锚固长度可提高锚具极限荷载,平均粘结强度随锚具内倾角的增大呈增大趋势,临界锚固长度随试件锚具内倾角的增大呈减小趋势,采用回归公式计算的平均粘结强度值与试验实测值比较接近;锚固长度是影响界面粘结剪切刚度的主要因素;锚固长度和锚具内倾角可一定程度提高界面抗滑移能力,损伤发展后期,锚固长度越大,损伤速率越慢;推导出的锚具内CFRP筋与环氧树脂砂浆的粘结—滑移本构关系模型适用性较好.【期刊名称】《广西大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(044)003【总页数】10页(P798-807)【关键词】CFRP筋粘结式楔型锚具;静载试验;粘结锚固性能;界面粘结损伤【作者】CHEN Hua;CHEN Yao-jia;XIE Bin;WANG Peng-kai;DENG Lang-ni 【作者单位】;;;;【正文语种】中文【中图分类】TU757.20 引言近年来，CFRP(carbon fiber-reinforced plastics)增强复合材料在土木工程中广泛应用并得到较大的发展，具有强度高、松弛率低、耐疲劳性好、热膨胀系数小、耐腐蚀性好、重量轻等优点[1]。
在结构加固领域中，从传力机理来看，CFRP筋锚具大体上可以分为夹具式锚具、粘结式锚具和复合式锚具。
其中，粘结式锚具抵抗外部荷载的作用力主要由化学胶着力、摩擦力以及机械咬合力来提供。
与夹具式锚具和复合式锚具相比，粘结式锚具能避免筋材被咬伤，可以较好的解决CFRP筋抗剪强度低的问题，更适用于CFRP筋的锚固[2]。
近年来，国内外部分学者对CFRP 筋锚具锚固性能已进行了相关研究。
文献[3]研究了直筒式、内锥式及内锥—直筒式等3种CFRP筋粘结式锚固体系，研究表明内锥—直筒式锚具荷载传递方式可靠合理，能有效解决端口处应力集中；CFRP筋经过散尾处理后，锚具粘结性能更优；文献[4]对纤维塑料筋的受力性能和粘结滑移性能进行了系统的试验研究，研究表明纤维塑料筋的粘结性能很大程度上受混凝土强度等级的影响；文献[5]对CFRP筋结构开展研究，研究表明CFRP筋结构的极限承载力并不是由筋材本身的抗拉强度决定的，而是取决于锚固体系的锚固性能；文献[6]研制出灌注式锚具并成功应用于国内首座CFRP筋斜拉桥，为CFRP筋锚具的推广应用提供了设计施工经验；文献[7]对CFRP丝股锚固体系开展研究，试验表明锚固性能随CFRP丝间距的减小而得到增强；文献[8]锚具内部采用活性粉末混凝土作为粘结介质，研究表明CFRP筋的表面形状对粘结式锚具的锚固粘结性能起到决定性的作用。
CFRP筋粘结式锚具的核心问题之一是锚具内部CFRP筋与粘结介质之间的接触界面问题，虽然目前CFRP筋粘结式锚具的研究已取得系列成果，但CFRP筋与粘结介质之间的界面粘结强度、界面粘结剪切刚度和粘结损伤等失效指标研究成果尚少。
为此，本课题通过对12套CFRP筋粘结式楔型锚具进行静载试验，分别从界面粘结强度、界面粘结剪切刚度和界面粘结损伤等失效指标分析，重点研究CFRP筋粘结式楔型锚具的粘结锚固性能，为CFRP筋粘结式楔型锚具的实际推广应用提供参考。
1 试验概况1.1 试件材料试件内部的粘结介质采用环氧树脂砂浆，配合比例为环氧树脂∶固化剂∶填料=1∶0.23∶1.5。
预留尺寸为40 mm×40 mm×40 mm的立方体试块，参考《环氧树脂砂浆技术规程(DL/T 513—2004)》[9]于23 ℃±2 ℃的环境中养护7 d测试立方体试块强度，其平均抗压强度实测值为60.6 MPa。
CFRP筋采用表面有压纹筋，依据《定向纤维增强塑料拉伸性能试验方法(GB 3354—2014)》[10]对CFRP筋进行材性试验，其力学性能指标见表1。
表1 CFRP筋力学性能指标Tab.1 Mechanical properties of CFRP bars直径/mm抗拉强度/MPa弹性模量/GPa极限拉力/kN62 00014056.51.2 试件设计试验设计了12套CFRP筋粘结式楔型锚具，委托某机械加工厂进行加工制作，为提升套筒内壁与粘结介质之间的摩擦作用，特别对锚具套筒内壁进行喷砂处理，以增加套筒内壁的粗糙度。
试验主要考虑锚具内倾角和CFRP筋的锚固长度等变化参数，锚具内倾角分别为：2°、3°、4°，CFRP筋的锚固长度分别为80 mm、100 mm、150 mm以及200 mm。
各试件主要的设计参数见表2，锚具设计剖面图如图1所示。
图1 锚具设计剖面图Fig.1 Anchor tool design profile1.3 试验加载与量测内容本次试验在广西高校预应力及控制技术重点实验室进行，采用拉压转换装置通过60 t微机控制电液伺服钢绞线万能试验机对12套CFRP筋粘结式楔型锚具进行静载试验。
试验加载速度为0.01 kN/s，试验加载装置如图2所示。
锚具将CFRP筋两端锚固，贴电阻应变片于CFRP筋表面，利用多功能静态应变仪采集应变数据。
锚具加载端设置YHD-100型位移传感器，测量CFRP筋在锚固区的滑移值。
图2 加载装置Fig.2 Loading device2 试验结果及分析2.1 破坏形式试验结果表明锚具的破坏形式有拉断破坏、剪切破坏和滑移破坏三类，所有试件的破坏均是因CFRP筋体被拉断、剪断和滑移而引起，试件套筒并没有发生明显变形。
试件BTA-4、BTA-7和BTA-8为拉断破坏，破坏现象大致相同，即筋体在远离锚具的两端处被拉断，断口处裸露的CFRP筋丝呈发散状，不齐整。
拉断破坏可以最大程度的发挥CFRP筋材的抗拉强度，被视为理想的破坏形式。
试件BTA-11和BTA-12为剪切破坏，CFRP筋体在锚具的两端附近断裂，断口齐整。
分析认为是因为当锚具内倾角为4°时，使得CFRP筋受到更大的径向挤压，且CFRP筋体本身存在初始偏心，对中较困难，最终导致筋体在端口处发生剪切破坏。
其余试件均为滑移破坏，锚具滑移破坏的主要原因可以归结为CFRP筋锚固长度不足造成筋体与粘结介质之间的界面粘结失效[11]，当CFRP筋体与粘结介质之间的粘结应力达到最大时，CFRP筋体与粘结介质接触面发生破裂，两者产生相对滑移，筋体从锚固区拔出。
锚具的破坏形态如图3所示，破坏形式见表2。
表2 锚具破坏形式及主要参数Tab.2 Specimen failure form and main parameters试件编号锚具内倾角/(°)锚固长度/mm破坏形式BTA-1280滑移BTA-22100滑移BTA-32150滑移BTA-42200拉断BTA-5380滑移BTA-63100滑移BTA-73150拉断BTA-83200拉断BTA-9480滑移BTA-104100滑移BTA-114150剪断BTA-124200剪断(a) 滑移破坏(b) 拉断破坏(c) 剪切破坏图3 锚具破坏形态Fig.3 Failure mode of anchorage2.2 荷载—滑移(P-S)曲线各试件加载端荷载—滑移曲线，如图4(a)～(h)所示。
通过回归分析，获取CFRP 筋粘结式楔型锚具加载端荷载—滑移典型曲线，如图4(i)所示。
由图4(i)可以看出，除个别试件外，加载端的荷载—滑移典型曲线大体上呈现3个阶段：①OA阶段：滑移量表现为随着荷载的增大而略微增加，增加幅度较小，此阶段称为微滑移阶段。
②AB阶段：滑移量表现为随着荷载的增大而迅速增大，荷载与滑移量大抵呈线性关系，此阶段称为升荷阶段。
③B点后阶段：荷载上升至B 点后，随着滑移量的增大，荷载呈断崖式减小，接着呈线性快速增大，且荷载在降低与上升的拐点处没有回落缓和期，之后荷载—滑移曲线呈渐渐衰减的波浪式发展，此阶段称为荷载往复减弱阶段。
(a) BTA-1(b) BTA-2(c) BTA-3(d) BTA-5(e) BTA-7(f) BTA-8(g) BTA-9(h) BTA-10(i)图4 加载端荷载—滑移曲线Fig.4 Load-slip curve of loading end3 锚具粘结锚固性能分析3.1 极限荷载和界面粘结强度粘结式楔型锚具内的CFRP筋能否最大程度发挥其抗拉强度，很大程度上取决于锚具内CFRP筋体与环氧树脂砂浆粘结介质之间界面的粘结强度，通过内力平衡方程可推导出界面平均粘结强度：τ=P/A=P/πdl，(1)式中：τ为平均粘结强度，MPa；P为CFRP筋粘结式楔型锚具在试验中的极限荷载，N；d为CFRP筋体直径，mm；l为CFRP筋体锚固长度，mm。
图5给出了各试件极限荷载和平均粘结强度的分布情况。
从图5(a)可以看出，锚具内倾角和锚固长度的增大对锚具极限荷载的提升有利，当锚具内倾角分别为2°、3°和4°时，极限荷载表现为随锚固长度的增大呈增大趋势，平均增长量分别为10.8 kN、13.6 kN和12.2 kN。
当锚具内倾角为3°，锚固长度为200 mm时，锚具极限荷载达到最大值70.2 kN。
从图5(b)可知，在锚固长度相同时，试件的平均粘结强度亦随着锚具内倾角的增大呈增大趋势。
当锚具内倾角为4°，锚固长度为100 mm时，锚具平均粘结强度达到最大值22.4 MPa。
相比于其他试件，试件BTA-11和BTA-12由于发生剪切破坏，平均粘结强度较小，分别为10.6 MPa和9.8 MPa。
当CFRP筋发生滑移破坏时，CFRP筋正好发生拉断破坏的临界锚固长度[12]。
由表2可知，试件锚具内倾角为2°时，临界锚固长度处于150 mm～200 mm；试件锚具内倾角为3°时，临界锚固长度处于100 mm～150 mm；锚固长度为4°时，易发生剪切破坏。
临界锚固长度表现为随试件锚具内倾角的增大呈减小趋势。
(a) 各试件极限荷载(b) 各试件平均粘结强度图5 试件极限荷载和平均粘结强度Fig.5 Ultimate load and average bond strength of specimens本文基于试验结果，经过统计回归分析，得出CFRP筋粘结式楔型锚具内部CFRP 筋与环氧树脂砂浆之间的粘结强度计算公式：(2)式中：τgm为粘结强度，MPa；fcu为环氧树脂砂浆抗压强度，MPa；α为锚具内倾角度数；l/d为锚固区CFRP筋的长径比。
