Performance of Fully Grouted GFRP Rock Bolt in Combined Pull and Shear

Abstract

Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) bjergsikringsbolte har fået opmærksomhed, som et alternativ til stålbolte for permanent bjergsikring. GFRP har mange fordele til dette formål, herunder lavere vægt og miljøbelastning samt fremragende holdbarhedskarakteristika. Forskydningsstyrken for ​​GFRP bjergsikringsbolte har dog vist sig at være væsentligt lavere end trækstyrken, hvilket kan være en bekymring i kombinerede belastningstilstande. Rapporten har gennem flere eksperimenter defineret vigtige parametre og evalueret ydeevnen af ​​en GFRP bjergsikringsbolt i kombinerede belastningstilstande. Det blev fundet, at bjergsikringsboltens styrke ved 47◦ forskydningsvinkel var tæt på trækstyrken (0◦). I intervallet 47◦ til 72◦ faldt styrken betydeligt, til en værdi tættere på hvad der blev målt i ren forskydning (90◦). Det blev forsøgt at replikere de opnåede resultater ved brug af numerisk modellering. Dette havde begrænset succes, hvilket tyder på, at en mere avanceret model er nødvendig for at kunne simulere en GFRP bjergsikringsbolts opførsel korrekt.

Glass Fiber Reinforced Polymer (GFRP) rock bolts is gaining attention, as an alternative to steel bolts, for permanent rock support. GFRP holds many ad- vantages for this purpose, including light weight, lower environmental impact and excellent durability characteristics. However, the shear strength of GFRP rock bolts has been proven to be significantly lower than the tensile strength, which raises a concern in combined loading condition. The report has through several experiments defined important parameters and evaluated the performance of a GFRP rock bolt in a combined loading condition. It was found that the strength of the rock bolt at 47◦ displacement angle was similar to the tensile strength (0◦), while in the range of 47◦ to 72◦ the strength would drop significantly to a value closer to what was measured in pure shear (90◦). Finally an attempt was made, to replicate the obtained results, using numerical modelling. This had limited success, thereby indicating that a more advanced model is required to properly simulate the behaviour of a GFRP rock bolt.