考虑横向钢绞线影响的钢绞线网/工程水泥基复合材料黏结性能试验研究

为了探究高强不锈钢绞线网在工程水泥基复合材料(ECC)中的黏结锚固性能,基于单根高强不锈钢绞线在ECC中的黏结锚固试验,在有效锚固长度内设置横向钢绞线,考虑ECC强度、横向钢绞线及间距等因素影响,进行单边拉拔试验。试验结果表明:高强不锈钢绞线网/ECC的黏结强度随ECC强度的降低而减小,但ECC强度对其黏结性能的影响程度不同;横向钢绞线的设置降低了高强不锈钢绞线网/ECC的黏结强度,但其残余黏结强度却得以提高,且随横向钢绞线间距的减小而增大;高强不锈钢绞线网/ECC发生黏结破坏时的延性与横向钢绞线间距、ECC强度均呈负相关。     

高强不锈钢绞线网增强ECC约束核心混凝土受压试验分析

考虑ECC抗拉强度、高强不锈钢绞线配网率及混凝土强度等级的影响,对高强不锈钢绞线网增强ECC约束核心混凝土进行轴心受压试验,探究以上因素对其轴心受压性能的影响规律。结果表明:高强不锈钢绞线网增强ECC能有效约束核心混凝土,约束柱的开裂荷载及峰值荷载较素混凝土均有较大提高,开裂荷载相对提高83%～100%,峰值荷载相对提高24%～42%,并表现出良好的延性和变形能力。基于试验数据绘出的试件荷载-纵向位移曲线显示,约束柱的峰值荷载随ECC抗拉强度和混凝土强度的增大而增大;横向钢绞线配网率主要影响约束柱的延性,随横向钢绞线配网率的增大,下降段的变形能力增大。     

聚合物砂浆与混凝土抗拉黏结破坏特征

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆加固技术是近年来兴起的新型加固工艺.对该加固技术的研究表明:加同层发生剥离破坏是其主要破坏方式之一,如何保证加固层与混凝土界面的黏结性能是加同成败的关键.通过243个测点的正拉黏结强度试验,分析了聚合物砂浆与混凝土界面黏结抗拉破坏的特征,阐述了混凝土强度、界面粗糙度、龄期、修补方位对黏结破坏方式的影响.     

带肋钢筋和钢绞线黏结性能试验研究

通过16个未配横向箍筋拉拔试件的拔出试验,研究了带肋钢筋和钢绞线的黏结性能.结果表明:黏结介质相同时,单根带肋钢筋的黏结强度高于单根钢绞线的黏结强度,但前者的最大滑移值远小于后者.不管是单根带肋钢筋还是单根钢绞线,其与混凝土的黏结强度和最大滑移值均大于其与水泥浆的相应值.配单根带肋钢筋试件出现钢筋拔出且试块劈裂的破坏现象;配单根钢绞线试件发生钢绞线旋转拔出的延性破坏;配3根钢绞线束试件破坏时,钢绞线束整体拔出,黏结延性较好;配6根钢绞线束试件出现"钢绞线束-水泥浆-波纹管"组合体拔出且混凝土劈裂的脆性破坏,滑移值很小.单根带肋钢筋和单根钢绞线的相对黏结特性系数试验值均与GB 50010—2002规范值符合较好.对钢绞线束的黏结长度给出了建议公式.     

GFRP筋与超高韧性水泥基复合材料 黏结性能试验研究

纤维增强复合材料筋(Fiber Reinforced Polymer,简称FRP)具有超高的抗拉强度,有望在恶劣环境下代替钢筋使用;但是GFRP筋弹性模量较小,导致GFRP筋增强混凝土结构变形和裂缝宽度较大,影响正常使用。超高韧性纤维增强水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,简称ECC)作为一种高性能土木工程建筑材料,与普通混凝土相比具有超高韧性、应变硬化、多级开裂和细密裂缝特征。GFRP筋增强ECC结构能够实现较小的裂缝宽度和超高耐久性能,因此具有良好的应用前景。然而,FRP筋与ECC之间的黏结性能尚不清楚,相关文献较少。拟开展FRP筋与不同强度和韧性的ECC材料的黏结性能试验研究,通过中心拉拔试验,测试其拔出承载力和端部黏结滑移,描述试验现象,分析其黏结滑移曲线特征。分析了ECC材料不同强度和韧性对于黏结性能的影响。研究发现:ECC材料和FRP筋的中心拉拔试验荷载-滑移曲线由上升段,下降段和波浪状的残余段3部分组成;ECC材料较高的强度和韧性对FRP与ECC的黏结强度都发挥着有利的作用;FRP与ECC的黏结强度是ECC强度和韧性综合影响的结果,其并不随着单一因素的提高而提高。     

型钢高强混凝土界面黏结滑移推出试验及其本构关系研究

为研究型钢高强混凝土界面黏结性能,对9个型钢高强混凝土试件进行推出试验,分别考虑混凝土强度、配箍率、保护层厚度和型钢锚固长度对型钢高强混凝土界面黏结性能的影响。观察试件的加载过程和裂缝发展形态,分析了试件破坏形态,得到试件加载端荷载-滑移曲线。通过分析沿型钢锚固方向应变和界面黏结应力的分布规律,运用灰色关联理论建立了黏结应力计算式,并推导出荷载-滑移曲线关系表达式。讨论了影响界面滑移损伤变量的关系。结果表明：各试件加载端荷载-滑移曲线走势基本相同;灰色关联理论能够较好地反映黏结应力与各影响因素之间的关系,其中保护层厚度与黏结应力相关性最好;推导的黏结应力算式的计算精度能达到98%;提出的黏结应力-滑移的本构关系数学表达式拟合度较好;界面损伤发展程度与各影响因素关系紧密。     

锈蚀钢绞线与混凝土的黏结性能

基于湿盐砂环境下锈蚀钢绞线混凝土试件中心拔出试验,分析了钢绞线锈蚀率、黏结长度、箍筋及碳纤维增强聚合物(CFRP)条带加固对锈蚀钢绞线混凝土黏结-滑移曲线、黏结强度及失稳模式等黏结性能的影响.结果表明:CFRP条带及箍筋减少了混凝土劈裂破坏的发生;随着钢绞线锈蚀率的增大,黏结-滑移曲线由微上升滑移、微下降、强化及平稳下降四阶段转变为微上升滑移及快速下降两阶段;以锈蚀率1.50％为界,混凝土初始黏结强度及黏结强度随锈蚀率增大呈先增大后降低趋势,随黏结长度增大,初始黏结强度分布范围及最大黏结强度明显下降;建立了锈蚀钢绞线混凝土的归一化黏结强度计算式,计算值与试验值较吻合.     

新型负泊松比高强钢筋与混凝土黏结性能的研究

针对我国自主研发的新型负泊松比高强高延性抗腐蚀性钢筋(NPR),采用中心拔出试验对NPR钢筋与混凝土间的黏结性能进行研究,观察试件的破坏形态,并分析钢筋类型(NPR钢筋、普通钢筋)、钢筋直径(8,18 mm)及黏结长度(5倍、7倍钢筋直径)对黏结强度及黏结滑移曲线的影响规律。试验结果表明：钢筋类型对破坏形态无明显影响,但对黏结滑移曲线的影响明显;其他条件相同时,NPR钢筋的黏结强度低于普通钢筋的黏结强度,且钢筋直径和黏结长度对两类钢筋与混凝土的黏结强度影响规律类似。     

不同构造圆钢管混凝土的黏结性能

为提高圆钢管混凝土的黏结性能,进行了 12个大尺寸圆钢管混凝土试件的推出试验.钢管内部构造措施包括无构造、内置竖向肋板、内置钢管和拉结板、内置环向肋板等6种;采用2种水胶比的核心区高强混凝土.通过各试件的破坏特征、荷载-滑移曲线和应变,分析了不同构造和不同水胶比对圆钢管混凝土黏结性能的影响,并得到了环向肋板抗剪强度的计算方法.研究结果表明:无构造的圆钢管高强混凝土荷载-滑移曲线存在陡降段,设置构造措施可减弱陡降段;环向肋构造可大幅提高界面黏结强度和耗能能力,环向肋竖向肋的组合构造对于改善界面黏结性能效果最好,钢筋笼对黏结性能影响不大;混凝土与钢管的黏结强度随混凝土水胶比降低而升高.     

考虑膨胀剂PEC柱的黏结滑移性能

为探究部分包裹混凝土（PEC）柱在膨胀剂作用下的黏结滑移性能,设计了6组试件进行短柱推出试验,探究了混凝土强度、黏结长度和膨胀剂掺量对H形钢与混凝土之间黏结性能的影响,分析了黏结应力的组成,建立了反映黏结滑移性能的数值模型.结果表明：H形钢和混凝土之间的黏结性能与混凝土强度、黏结长度以及膨胀剂掺量呈正相关;H形钢与混凝土之间黏结应力的81.6%由摩擦应力提供,考虑黏结长度的摩擦应力与化学胶结力的比值稳定在42%~47%;依据试验建立的折线式黏结滑移本构模型可以较好地反映黏结应力与位移的关系,采用非线性弹簧建立的有限元模型与试验结果吻合较好.     

高强不锈钢绞线网增强工程水泥基复合材料薄板受弯承载力研究

高强不锈钢绞线网增强工程水泥基复合材料(HSWM/ECC)是将高强不锈钢绞线网(HSWM)置于工程水泥基复合材料(ECC)中形成的一种高性能复合材料.针对HSWM/ECC薄板进行四点弯曲试验,以研究高强不锈钢绞线配筋率及ECC强度对HSWM/ECC薄板受弯性能的影响规律.试验结果表明,HSWM/ECC薄板的受弯承载力随...     

钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结性能

为研究钢丝绳与3D打印水泥基复合材料之间的黏结性能,以钢丝绳直径和打印成型方式为研究参数,设计开展拉拔试件试验研究,测试了钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结 滑移曲线,分析了黏结性能的变化规律和黏结破坏模式,基于钢丝绳与打印材料交界面的空间关系研究了黏结性能的变化机制,建立了钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结 滑移模型。研究结果表明：钢丝绳与3D打印水泥基复合材料的黏结破坏主要为拔出破坏;当钢丝绳直径相同时,采用3D打印制作的试件,其黏结强度低于模板浇筑试件的黏结强度,平行打印、斜向打印、垂直打印的黏结强度分别为模板浇筑试件的74%、66%、43%;在相同的试件成型方式下,随着钢丝绳直径的增大,黏结强度有所下降;钢丝绳拔出过程中伴随着明显的转动,采用高斯多峰模型可以很好地描述黏结 滑移曲线的波形下降规律。     

预应力高强不锈钢绞线网加固混凝土板的试验及施工技术

高强不锈钢钢绞线网加固法是近年来出现的一项新技术,目前未有可靠的施工方法。天地金草田(北京)科技有限公司进行了相关系列试验,并总结了高强不锈钢钢绞线网加固钢筋混凝土板的施工方法。试验时以简单、有效的方法对不锈钢钢绞线施加了预应力,取得了良好的效果。     

锈蚀工字形型钢与混凝土黏结滑移特性及损伤本构模型研究

由于海底隧道服役环境中氯离子含量高,初期支护中的工字钢将不可避免产生锈蚀,导致工字钢与混凝土黏结性能下降,严重影响海底隧道支护体系的耐久性.该研究主要目的是研究锈蚀对工字钢与混凝土界面间黏结滑移行为的影响.首先对工字形型钢混凝土试件进行加速锈蚀试验和推出试验,得到试件破坏形态及黏结滑移曲线,在此基础上分析试件的黏结滑移...     

配置栓钉钢板与外包高强混凝土界面黏结-滑移性能研究

为了提高剪力墙内钢板与高强混凝土界面的黏结 滑移性能,进行了10个配置列阵栓钉抗剪键的钢板外包高强混凝土墙板试件的推出试验。试件设计参数包括混凝土强度、栓钉长径比、拉结筋构造等。通过分析荷载-滑移曲线、黏结强度等性能指标,研究了不同参数对钢板与外包高强混凝土间黏结-滑移性能的影响。给出了钢板外包高强混凝土剪力墙中栓钉的受剪承载力计算公式,得到了不同构造下黏结-滑移本构关系。研究表明:混凝土强度对钢板外包高强混凝土剪力墙黏结强度的影响呈正相关;栓钉长径比不小于4且不大于8时,增大长径比对界面受剪承载力的提高影响不大;将拉结筋取代部分栓钉后可大幅度提高钢板外包混凝土剪力墙的残余黏结强度。给出的钢板高强混凝土剪力墙内栓钉受剪承载力拟合计算式所得结果以及黏结 滑移本构关系拟合曲线与试验结果均符合较好,可为工程应用提供参考。     

受栓钉强度控制的钢板-混凝土界面黏结滑移性能试验与本构模型

以预应力型钢-混凝土界面为研究对象,旨在建立钢板-混凝土栓钉连接界面黏结滑移的本构关系。研究以混凝土强度、栓钉数量及法向压应力为变量,采用正交试验法对18个钢板-混凝土界面试件进行剪切试验。试验界面取为原型界面足够小的单元,使其能代表该单元内一点处的性能,从而探讨一点处的黏结滑移性能,并得到一点处的黏结应力-滑移关系曲线。结果表明：试验后期均发生栓钉剪断造成黏结应力骤降的破坏。混凝土强度和法向压应力的增加对界面的屈服、峰值和残余黏结应力均有提高作用;栓钉含量对界面的屈服及残余黏结应力影响不大,但可提高界面的峰值黏结应力,还可增大峰值黏结应力点的滑移及残余段初始滑移,提高延性。基于试验结果分别建立了无栓钉、含单栓钉和含双栓钉的钢板-混凝土界面黏结滑移本构模型,统计回归了模型中特征点的应力及滑移等参数的算式。所提模型与试验结果吻合良好,达到了在黏结滑移本构关系中考虑栓钉影响的目的。     

高温后带肋钢筋与混凝土黏结滑移关系预测模型

提出了一种适用于高温后带肋钢筋与混凝土黏结滑移关系的预测模型。根据拔出试验的破坏特征，将黏结滑移关系曲线的上升段按混凝土开裂与否分为两个阶段，分别建立力学模型以揭示锥楔作用的黏结机制。结合国家标准建议的钢筋外形，归纳了钢筋肋间距与直径之间的关系，提出了以肋间距为主要变化参数的高温后特征滑移，研究发现高温后黏结滑移关系曲线的下降段符合负指数函数衰减规律。除了高温作用对材性的影响之外，高温后界面滑移路径的改变也是影响黏结滑移关系的重要因素。与试验结果的对比表明，所提出的方法可对高温后配箍、短埋黏结试件的黏结滑移关系进行较准确的预测。     

基于不同黏结材的CFRP链-混凝土#br# 界面黏结性能试验研究

为研究碳纤维增强复合链(CFRP Strand Sheet)与混凝土的界面黏结性能,共制作8组共24个试件并进行拉伸双剪试验,观测各组试件的破坏形态和应变分布规律,分析CFRP链与混凝土界面的黏结破坏机理,研究不同黏结材的力学性能和CFRP链加固层数对CFRP链 混凝土界面的剪切应力传递和黏结性能的影响。研究结果表明：CFRP链与混凝土的双剪试件均为表层混凝土的剪切破坏,随着CFRP链加固层数的增加,试件的剥离承载力增大,而CFRP链最大应变和界面断裂能均减小;当采用环氧树脂(EP)为黏结材时,CFRP链的材料利用率较大,而采用聚合物水泥砂浆(PCM)为黏结材时,虽单层CFRP链与混凝土界面间具有较优的抵抗剥离能力,但双层加固时,CFRP链的材料利用率却大幅降低。基于现有FRP片材 混凝土的双线性黏结滑移模型,并考虑CFRP链加固层数和黏结材力学性能的影响,建立了相应的界面黏结-滑移模型。     

聚合物砂浆与混凝土抗拉粘结性能研究

高强不锈钢绞线网-渗透性聚合物砂浆加固技术是近年来兴起的新型加固工艺。对该加固技术的研究表明:加固层发生剥离破坏是其主要破坏方式之一,如何保证加固层与混凝土界面的粘结性能是加固成败的关键。通过243个测点的正拉粘结强度试验,分析聚合物砂浆与混凝土界面粘结抗拉性能,阐述混凝土强度、界面粗糙度、龄期、修补方位对正拉粘结强度的影响,最后提出正拉粘结强度的计算模型。