锚杆支护结构作为现代岩土锚固系统的重要组成部分,其工作性能的优劣直接关系到支护工程的安全性。鉴于锚杆结构所处的工作环境较为复杂,外界因素影响引起的钢筋锈蚀现象十分常见,发生锈蚀的锚杆结构在发挥锚固性能的同时还会面临各种动荷载的作用,而锈蚀和动荷载作用下锚杆的粘结性能有别于静荷载、无锈蚀的情况。因此,研究锈蚀砂浆锚杆动态粘结性能,探讨其动态响应,对锚杆支护结构的设计和在役锚杆锚固性能评估等工作具有重要的指导意义。本文依托辽宁省“百千万人才工程”人才资助项目(2014921061)、大连市高层次人才创新支持计划项目(2015R073),开展了有关锈蚀砂浆锚杆动态粘结性能的试验研究,主要研究内容如下:(1)设计了一种研究锈蚀砂浆锚杆动态粘结性能的室内试验方案:以环形混凝土筒、砂浆包裹体和变形钢筋的组合结构为模型,模拟实际工程中的拉力型锚杆结构;采用电化学快速锈蚀方法,对试件内部钢筋进行快速锈蚀处理,模拟锚杆所处的不同锈蚀状态;通过变形钢筋线切割、内贴应变片的方法,采集加载过程中锚固区间钢筋的动态应变;在试件两端布置高精度位移传感器,记录实时位移数据;采用MTS循环加载设备,设定不同的输入频率,模拟砂浆锚杆受动荷载作用的过程。(2)通过动态拉拔试验研究了锈蚀砂浆锚杆的动态粘结性能:基于试验过程中各观测对象的实测数据,采用解矩阵方程法拟合出钢筋与砂浆界面的粘结应力,绘制出应力、应变变化曲线以及荷载-滑移曲线,分析了加载过程中砂浆锚杆粘结性能的动态响应;同时研究了加载频率、锈蚀程度和锚固长度等参数变化对砂浆锚杆粘结性能的影响规律。(3)建立了锈蚀砂浆锚杆动态粘结滑移本构关系:根据试验实测数据,以平均粘结应力和相对滑移为基础,建立了锈蚀砂浆锚杆的基本粘结滑移本构关系;对不同加载频率下的粘结应力进行拟合,得到砂浆锚杆粘结性能的动态影响系数;通过不同锈蚀程度下锚固区间各点的粘结应力-滑移关系,推导出粘结锚固位置函数关系式;将基本粘结滑移关系、动态影响系数以及锚固位置函数相结合,建立了与锚固位置有关的锈蚀砂浆锚杆动态粘结滑移本构关系。