CFRP/BFRP混杂效应试验研究和理论分析

为了研究混杂纤维的混杂效应和本构关系,进行了1CnB混杂纤维布(1层CFRP布和n层BFRP布的混杂布)单轴拉伸试验研究,采用不同的混杂比和两种铺层方式.结果表明,BFRP层数较少时,破坏形式仍然表现为完全的线弹性;随着BFRP比例的提高,混杂纤维断裂应变不断提高,本构关系曲线上开始出现"屈服平台"和多级断裂的现象,破...     

紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下BFRP布的耐久性试验

为研究不同层数和环境作用对玄武岩纤维增强聚合物（BFRP）布耐久性的影响,进行了2、3、4层BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下的拉伸试验,分析环境类型和作用时间等对其拉伸强度、拉伸弹性模量、拉伸破坏应变的影响.结果表明：3种环境作用下,随着作用时间的增加,3种BFRP布的拉伸强度均逐渐减小且下降幅度趋于平缓;拉伸破坏应变的变化趋势与之类似;拉伸弹性模量变化较小,上下波动幅度不超过7%,且无明显规律性;3种BFRP布在紫外线、疲劳荷载及两者耦合作用下,2层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为1560%、1113%、1782%,3层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为466%、640%、1169%,4层BFRP布拉伸强度最大降幅分别为1178%、1747%、1995%;随着作用时间的增加,耦合作用影响明显大于单一作用;上述3种环境作用下,BFRP布拉伸性能与层数间不存在正比关系;有必要对用于桥梁工程加固的BFRP布性能考虑由于环境作用引起的抗拉强度折减.     

BFRP布加固RC梁抗弯性能研究

为研究BFRP布加固RC梁的抗弯性能和破坏形态,对3根BFRP布加固后的RC梁和1根普通对比梁进行了抗弯试验,分别测得不同BFRP布层数(1、2、3层)加固下RC梁的挠度、荷载等值,与未加固的RC梁进行了对比分析。并通过有限元软件ABAQUS对试验进行了有限元分析,将得到的有限元模拟结果与试验结果相互对比验证,另外系统地研究了配筋率和BFRP布长度对加固梁加固效果和抗弯性能的影响。结果表明,BFRP布加固层数、配筋率和BFRP布长度3种RC梁影响因素中,BFRP布加固层数的改变对RC梁抗弯性能的影响最为显著,且BFRP布存在最佳配布率和最优加固长度。     

玄武岩纤维复合材料抗震加固混凝土结构研究

很多情况下,由于混凝土结构在地震作用下延性或承载力不足需要对其进行抗震加固。文章以玄武岩纤维(BFRP)为研究对象,分别考察了BFRP原丝加固、BFRP布加固、BFRP筋/布复合加固以及BFRP网格加固这4种加固方法的优缺点及其加固效果,可以为实际工程抗震加固提供一定参考。     

BFRP约束混凝土高温性能试验研究

通过对45个经5种不同温度加热后的素混凝土圆柱、有机胶粘贴BFRP布加固和无机胶粘贴BFRP布加固混凝土圆柱展开轴压试验,对比分析各柱的截面温度以及不同温度下不同粘结剂对试件承载能力的影响规律。结果表明:400℃为过度温度,加固试件强度衰减在400℃前后呈现较大差异;有机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱在高温下承载能力迅速丧失,纤维布加固作用在340℃时失效;无机胶粘贴纤维布加固的混凝土柱在经历温度400℃后,承载能力与常温下差别不大,约为常温下的83%,当温度达到570℃时加固失效;无机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱耐火性能要好于有机胶粘贴BFRP布加固的混凝土柱。     

BFRP约束钢筋混凝土短柱偏心受压试验研究

以偏心率、加固量和粘贴形式为变化参数,共进行18个圆形截面钢筋混凝土柱试验.其中15个试件包裹了纤维布,另外3个未包裹纤维布.试验结果表明:由于玄武岩纤维布(BFRP)的作用,包裹BFRP试件较对比试件的承载力有很大提高,同时延性也有不同程度的提高,证明了BFRP约束对提高钢筋混凝土柱的力学性能的有效性.最后,提供了环向包裹FRP后圆形截面钢筋混凝土柱承载力计算方法,计算结果和试验结果基本吻合.     

海水海砂混凝土内玄武岩纤维增强复材筋性能退化研究

采用纤维增强复合材料(FRP)替代钢筋应用于海水海砂混凝土结构是解决钢筋锈蚀问题的有效途径之一。针对FRP材料的耐久性问题,已有的研究集中于将FRP直接浸泡于强碱性环境下模拟混凝土内的孔隙水环境,而海水海砂混凝土在Cl-及SO42-的作用下,内部的碱环境处在动态变化中,有必要研究FRP在真实碱环境下的长期性能。因此,本研究测试了实验室加速环境下(室温、40℃以及60℃水溶液及模拟海水溶液),不同海水海砂混凝土砂浆包裹厚度(0,10,20 mm) BFRP(Basalt-FRP)筋的耐久性,测试了不同浸泡时间后BFRP筋的拉伸强度,用扫描电子显微镜(SEM)对拉伸断面进行了观察。研究发现,同一包裹厚度BFRP筋随浸泡温度的升高,拉伸强度退化越显著;在同一浸泡环境下,混凝土包裹层厚度越大,BFRP筋的拉伸强度退化越明显;影响BFRP筋拉伸强度退化的主要因素是混凝土内部碱度。     

BFRP布加固RC梁抗弯性能研究

为了给玄武岩纤维布(BFRP布)加固梁提供试验和理论数据,文中对前人理论试验成果的整理,推导了不同破坏形式下玄武岩纤维布加固梁抗弯承载能力计算公式并进行了理论与试验结果的对比;分析了BFRP布在加固方面相对于CFRP布的优势;根据抗弯性能试验,分析了纤维布加固量、应力历史对加固效果的影响.     

玄武岩纤维布和碳纤维布加固高强混凝土柱轴压性能试验研究

为了研究等侧向约束强度状态下玄武岩纤维布(BFRP)和碳纤维布(CFRP)加固高强混凝土柱的轴压性能,试验共制作了6根钢筋混凝土柱,并考虑了FRP布种类、混凝土强度两种影响因素。结果表明:与未加固柱相比,BFRP布和CFRP布加固柱的受压承载力均有显著改善,且后者对承载力的提高能力较前者更强。对于柱的延性性能,两种布对普通混凝土柱皆提升明显,且BFRP布对其约束效果更优;但高强混凝土柱加固后仍表现出较强的脆性,提高程度不够显著。最后,选取了4种经典FRP约束混凝土强度模型进行对比计算,计算结果与试验数据吻合良好。     

BFRP-钢板-混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为研究BFRP-钢板-混凝土组合双连梁的受力性能和破坏机理,完成了1个普通钢筋混凝土单连梁、1个普通钢筋混凝土双连梁、1个内置钢板的钢筋混凝土双连梁、1个外包BFRP布的钢板-混凝土组合双连梁的低周往复加载试验,研究了不同连梁形式和外包BFRP布对其抗震性能的影响,分析了各连梁的破坏形态、破坏特征、承载能力、变形能力和耗能能力等,并利用数字图像相关（DIC）测试技术分析了BFRP布应变随位移和时间变化的分布规律。结果表明：内置钢板和包裹BFRP布后,双连梁的延性、耗能和承载力均有显著提高;内置钢板显著提高了普通钢筋混凝土双连梁的承载能力和耗能能力,包裹BFRP布有效地提高了钢板-混凝土组合双连梁的持荷能力,BFRP布能较好地抑制混凝土裂缝的开展以及延缓混凝土的破坏速度。DIC测试技术能够较好地测定连梁外包BFRP布的变形以及应变变化,BFRP布在靠近梁墙交界处所受的力较大。     

BFRP布约束混凝土短柱轴心抗压强度的研究

为了研究BFRP布用量对混凝土短柱轴心抗压性能的影响,进行了单向轴心抗压试验和数值模拟研究。研究结果表明,随着BFRP布用量的增加,混凝土短柱的轴心抗压强度均有不同程度提高;采用ANSYS有限元分析软件能较好地模拟BFRP布约束混凝土短柱的轴心抗压强度。     

层数对玄武岩纤维布与木材有效粘结长度影响的试验研究

进行了33个木材与玄武岩纤维布(BFRP)粘结试件的单剪试验,主要考察粘贴层数对BFRP与木材粘结性能的影响,测量了不同粘贴层数下BFRP与木材界面的应变分布规律。比较了在不同粘贴层数下BFRP与木材之间的极限荷载和粘结应力分布情况,结果表明,随着BFRP粘贴层数的增加,有效粘结长度呈增加趋势,在木材含水率为10%条件下,1,2,3层玄武岩纤维布与木材(福杉)的有效粘结长度分别在100,120,150mm左右;粘贴层数对木材与玄武岩纤维布的极限粘结荷载也有一定影响,随BFRP粘贴层数的增加,极限粘结荷载逐渐增加。     

Experimental study on seismic behavior of BFRP-plate-reinforced composite double coupling beams

为研究BFRP-钢板-混凝土组合双连梁的受力性能和破坏机理，完成了1个普通钢筋混凝土单连梁、1个普通钢筋混凝土双连梁、1个内置钢板的钢筋混凝土双连梁、1个外包BFRP布的钢板-混凝土组合双连梁的低周往复加载试验，研究了不同连梁形式和外包BFRP布对其抗震性能的影响，分析了各连梁的破坏形态、破坏特征、承载能力、变形能力和耗能能力等，并利用数字图像相关（DIC）测试技术分析了BFRP布应变随位移和时间变化的分布规律。结果表明：内置钢板和包裹BFRP布后，双连梁的延性、耗能和承载力均有显著提高；内置钢板显著提高了普通钢筋混凝土双连梁的承载能力和耗能能力，包裹BFRP布有效地提高了钢板-混凝土组合双连梁的持荷能力，BFRP布能较好地抑制混凝土裂缝的开展以及延缓混凝土的破坏速度。DIC测试技术能够较好地测定连梁外包BFRP布的变形以及应变变化，BFRP布在靠近梁墙交界处所受的力较大。     

紫外线照射条件下玄武岩纤维布耐久性能研究

为了研究玄武岩纤维片材在紫外线照射下的耐久性能,对两种不同树脂浸渍的玄武岩纤维布共计70个试件在有、无防护的紫外线照射条件下进行老化试验。经过6464h的初步检测结果表明:无防护条件下,BFRP1拉伸强度下降了11.03%,伸长率下降了14.75%,弹性模量下降了5.23%;而BFRP2拉伸强度下降了2.02%,伸长率下降了13.73%,弹性模量提高了0.34%;有防护条件下,BFRP1拉伸强度下降了8.01%,伸长率下降了16.57%,弹性模量下降了1.38%;BFRP2的拉伸强度下降了1.51%,伸长率下降了9.59%,弹性模量下降了5.60%。因此,紫外线照射下玄武岩纤维布有较好的耐久性,防护对玄武岩纤维的性能有一定的保护作用。     

BFRP-钢板-混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

为研究新型BFRP-钢板-混凝土组合双连梁的受力性能和破坏机理,完成了1个普通钢筋混凝土单连梁、1个普通钢筋混凝土双连梁、1个内置钢板的钢筋混凝土双连梁、1个外包BFRP布的钢板-混凝土组合双连梁的低周往复加载试验,研究了不同连梁型式和外包BFRP布对其抗震性能的影响,分析了各试件的破坏形态、破坏特征、承载能力、变形能力和耗能能力等,并利用数字图像相关（DIC）测试技术分析了BFRP布应变随位移和时间变化的分布规律。结果表明：内置钢板和包裹BFRP布后的双连梁其延性、耗能和承载力均有显著的提升;钢板的加入显著提高了普通钢筋混凝土双连梁的承载能力和耗能能力,包裹BFRP布有效地提升了钢板-混凝土组合双连梁的持荷能力,BFRP布能较好地抑制混凝土裂缝的开展以及延缓混凝土的破坏速度。     

BFRP加固混凝土界面粘结强度影响因素研究

为了探究BFRP加固混凝土界面粘结强度的影响因素,文中通过作者参与的BFRP加固混凝土的双剪试验,根据试验过程、试验结果以及分析,归纳出BFRP-混凝土界面粘结强度的主要影响因素有混凝土强度等级、粘结长度、胶层厚度以及粘结宽度。文中针对这四种影响因素进行综合分析得出以下结论,混凝土强度等级,界面粘结强度随混凝土强度等级提高而增大;粘结长度,有效粘结长度范围内,界面粘结强度随粘结长度增加而增大;胶层厚度,界面粘结强度随胶层厚度增加而增大。粘结宽度,界面粘结强度随粘结宽度的增加而减小。其中,混凝土强度等级和粘结长度是影响界面粘结强度的主要因素。     

BFRP约束钢筋混凝土方柱的数值模拟分析

采用ANSYS软件对玄武岩纤维布(BFRP)约束钢筋混凝土方柱的轴心受压过程进行了数值模拟,得到了BFRP约束混凝土柱的应力分布和裂纹发展情况,并与试验数据进行了对比分析。结果表明,选择分离式有限元数值分析模型,可较好地模拟BFRP布约束混凝土柱的轴心受压性能。基于模拟结果,本文对BFRP加固钢筋混凝土方柱轴压破坏过程进行了受力分析,探讨了BFRP布与混凝土在轴压下相互作用的机理。     

碳纤维布与玄武岩纤维布加固混凝土圆形短柱轴压试验对比研究

通过碳纤维布及玄武岩纤维布加固混凝土圆形短柱轴压性能对比试验,研究纤维布层数对加固后混凝土圆柱轴压性能的影响。结果表明:在纤维布环向包裹约束作用下,混凝土圆柱抗压强度和变形能力明显提升,但刚度提高不明显;混凝土圆柱加固效果随纤维布层数增加而提高,相同加固层数,CFRP加固效果明显优于BFRP,且一层CFRP加固效果与三层BFRP相似;实际工程中可通过提高纤维布抗拉强度、厚度和层数增加纤维布约束能力,进而提高约束混凝土抗压强度。     

不同工法玄武岩纤维布加固榫卯节点抗震性能试验研究

根据工程情况,通过对比不同工法玄武岩纤维布(BFRP)加固榫卯节点后的榫卯节点力学性能,探讨不同工法下BFRP加固榫卯节点的抗震性能;主要包括滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、极限承载力和最大刚度等.试验结果表明,不同工法下BFRP加固榫卯节点的滞回曲线图形明显不同,榫卯节点的极限承载力和最大刚度也有较大幅度差距...     

BFRP加固混凝土界面粘结疲劳试验结果及分析

近年来玄武岩增强材料,即BFRP,得到了广泛的推广。由于在损伤部位粘贴BFRP加固材料从而达到修复结构损伤的方法简单且施工简便,因此,成为加固和修复钢筋混凝土结构的主要方法。本文对BFRP-混凝土界面粘结疲劳试验的过程及结果进行归纳,分析疲劳循环次数下界面的应变分布规律,总结出影响BFRP-混凝土界面粘结疲劳强度的影响因素有BFRP粘结长度、胶层厚度和混凝土强度等级。