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玻璃纤维增强复合材料(GFRP)具有轻质、高强、耐腐蚀、经济性好等优点，国外通过连续化生产工艺制备的GFRP板桩已成功应用于护岸结构。但是GFRP自身弹性模量与钢材相比较小，在荷载作用下变形相对较大，因此限制了其在承载要求较高的结构领域应用。为了解决上述问题，本文通过创新的结构构造与合理的材料组合，形成新型混凝土框架复合材料护岸结构形式，并完成以下研究工作: 从构件和体系两个层次对复合材料护岸结构进行创新设计。通过组分材料的选用、纤维铺层及几何构型设计，形成新的复合材料护岸构件;考虑受力需求，将梁、板、柱等护岸基本构件组合起来，形成以梁、柱为骨架，复合材料板直接与土体接触并和框架相连，各构件均参与受力的框架式复合材料板组合护岸结构。 考虑不同纤维铺层和夹芯，开展复合材料板桩基本物理力学性能试验、锁扣连接试验及弯曲试验，探讨板桩受弯破坏模式和承载力影响因素;基于各向异性复合材料层合板弹性理论，建立了空间折线型复合材料层合梁弯曲性能解析计算方法，采用蔡-吴失效准则，对板桩的弯曲受力进行全过程分析;通过有限元仿真建立复合材料板桩及其连接部位的精细化数值模型。弯曲性能试验值、解析解及数值解三者吻合较好。此外，通过有限元精细化仿真分析板桩腹板与翼缘的水平角度、截面壁厚及高宽比等对板桩弯曲性能的影响。 在上述研究基础上，提出以经济性为目标，结构变形为控制函数的护岸结构两级优化算法，并建立综合考虑纤维铺层、组分材料、组合方式、连接及受荷条件等因素的护岸结构设计理论，为其在航道建设、桥梁与路堤防护、港口工程等领域的大规模推广应用奠定理论基础与设计依据。