GFRP抗浮锚杆包括基础底板中的外锚固段和岩土体中的内锚固段,实际上是一种新型的复合材料抗浮锚杆体系。与钢筋抗浮锚杆体系相比,GFRP抗浮锚杆本身的弹性模量和抗剪强度低,两者的应力分布必有不同。GFRP抗浮锚杆在受到浮力作用时的机理有待进一步的研究和对比分析。本文通过Abaqus软件进行了一系列数值模拟计算与对比分析,进一步揭示了GFRP抗浮锚杆体系的应力应变分布规律。主要工作和研究如下:1、通过建立空间轴对称模型,对不同长度(420 mm和840 mm)的直筋锚固于混凝土底板的GFRP抗浮锚杆进行数值分析,研究了GFRP锚杆在混凝土底板中的应力分布规律,并将模拟的粘结–滑移结果与试验结果进行对比。分析结果表明:(1)在低水平荷载下,杆体轴应力服从负指数分布,且轴应力随荷载的增加而变大;在高水平荷载下,最大轴应力范围有扩大的趋势。(2)锚杆剪应力在较低水平荷载时,服从负指数分布;随着荷载增加,剪应力出现峰值,且不断增大并向深处移动,且杆端一侧剪应力有逐渐变小的趋势。2、对于GFRP抗浮锚杆锚固于中风化花岗岩中的特性,基于已有的现场拉拔试验,建立了不同锚固长度(3 m和5 m)的空间轴对称模型,并进行数值计算,得到了两种锚固长度下的GFRP锚杆的应力分布规律、锚固砂浆的应力分布,以及对周围岩体的影响,总结分析了其规律和特征,并将两种锚固长度的GFRP抗浮锚杆进行对比分析,进一步揭示了内锚固段的锚固特性。分析结果表明:(1)轴应力沿深度方向不断减小,随着荷载增加,轴应力增加,且随深度增加,幅度减小;剪应力峰值随荷载增加而增大,且逐渐向深处移动。(2)同等荷载水平下,锚固长度越大,轴应力传递深度越小;锚固长度越小,剪应力峰值越大,且离孔口越近。3、基于已有现场拉拔试验的结果,对直径为28 mm、锚固长度为3 m的钢筋抗浮锚杆进行数值模拟,得到其锚固于中风化花岗岩中的锚杆应力分布规律、锚固砂浆的应力分布,以及对周围岩体的影响,并将其与相同直径和锚固长度的GFRP抗浮锚杆进行对比分析,揭示出了两种材料锚杆应力分布规律的异同,以及锚杆刚度对应力分布的影响。分析结果表明:(1)相同条件下,锚固长度为3 m的同等直径的钢筋与GFRP抗浮锚杆的轴应力和剪应力分布呈现出近似一致的规律。(2)同等条件下,锚杆的弹性模量越大,轴应力应力传递深度越大,剪应力峰值越小,应力分布越均匀。4、首次对底板–GFRP抗浮锚杆体系进行整体的数值模拟,建立了空间轴对称有限元模型,并对混凝土底板施加不同的地下水浮力,得到该体系的位移、应力分布规律,分析结果表明:(1)在不考虑混凝土与岩体的粘结作用时,内锚固段和外锚固段遵循各自的应力分布规律;杆体轴应力在底板和岩体的交界面出现峰值,杆体剪应力存在两个峰值点。(2)底板–GFRP抗浮锚杆体系的位移主要由内锚固段产生,相比之下,外锚固段的滑移量较小。