玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪性能试验研究

对粘贴玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪性能进行了试验研究,分析了不同的加固量和加固形式时的破坏模式,分析结果表明,采用玄武岩纤维布抗剪加固后,梁的抗剪承载力显著提高,随着玄武岩纤维布加固量的增加,玄武岩纤维对梁的抗剪承载力的贡献增加.     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁抗剪承载力试验研究

在试验基础上,对6根玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪破坏特征、受剪承载力及影响因素进行研究分析,结果表明,与碳纤维布加固相比,采用玄武岩纤维布加固成本和施工要求较低,且施工较为简便,具有较好的发展前景。     

玄武岩纤维布加固混凝土梁试验研究

玄武岩纤维是国内最近几年刚研究开发出的一种新型纤维材料,其良好的力学性能、较好的稳定性和较低的价格使其在土木工程中的应用前景广阔.但针对玄武岩纤维在土木工程中应用的相关研究还极少.本文进行了玄武岩纤维布抗弯及抗剪加固混凝土梁的试验,试验中探索了几种新型锚固方式,结果表明,玄武岩纤维布加固能提高混凝土梁的抗弯和抗剪承载力,再加上其明显的价格优势,有望在实际工程中较快地得到推广应用.     

预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的受剪承载力试验研究

通过7根芳纶纤维布加固钢筋混凝土梁的抗剪性能试验,研究了芳纶纤维布的预应力水平及加固形式对混凝土梁抗剪承载力的影响。试验结果表明,带永久锚具的预应力芳纶纤维布加固混凝土梁与非预应力芳纶纤维布加固混凝土梁相比,其开裂荷载显著提高,屈服荷载与极限荷载明显提高;预应力芳纶纤维布加固混凝土梁的抗剪承载力随着纤维布预应力水平的提高而增大。     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受弯受剪承载力计算分析

基于现行混凝土结构加固设计规范关于粘贴纤维增强复合材料加固法的计算理论,分别对玄武岩纤维布和碳纤维布加固钢筋混凝土梁的正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力进行计算分析,以探讨玄武岩纤维布对钢筋混凝土梁的加固效果。计算结果表明,设计人员可以方便地按现行加固设计规范对玄武岩纤维受弯、受剪加固进行计算。     

玄武岩纤维复合材料混合加固破损混凝土短梁的抗剪性能

为了研究玄武岩纤维复合材料混合加固破损混凝土短梁的抗剪性能,考虑剪跨比、加固方式对加固梁的破坏形式、抗剪承载力、变形及应变的影响,对6根破损混凝土短梁进行了抗剪性能的试验研究和理论分析。研究结果表明,破损混凝土短梁混合加固后,抗剪承载力有所提高、跨中挠度有所减小、加固材料的利用率得到提高。采用玄武岩纤维复合材料混合加固破损混凝土短梁的抗剪性能具有可行性。     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受力性能的研究

通过采用两点对称集中加载的方法,对4根玄武岩纤维布加固的钢筋混凝土梁和1根未加固梁的正截面承载力的对比试验,观测并分析了试验梁发生破坏的全过程、应变分布情况、承载力和延性,并分析了玄武岩纤维布粘贴层数、粘贴锚固方式对加固效果的影响.试验证明玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁符合加固设计规范要求.     

玄武岩纤维布加固受损钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究

通过对11根玄武岩纤维布加固损伤钢筋混凝土梁对比试验,研究了玄武岩纤维布粘贴层数、混凝土表面凿毛和锚固类型对加固梁极限承载力、刚度和破坏形态的影响。试验结果表明:与未加固梁相比,玄武岩纤维布粘贴2~4层时,加固梁的极限承载力提高了41.26%~79.23%,极限承载力与粘贴层数之间不呈线性关系;粘贴5层时,会出现剥离破坏;混凝土表面凿毛可有效避免粘贴界面的剥离破坏,但对提高试验梁极限承载力和降低挠度影响较小;钢板螺栓联合锚固加固效果较好。     

玄武岩纤维受剪破坏梁承载能力改善作用研究

玄武岩纤维材料作为重要的外掺料，在提升混凝土性能方面起到一定的作用。通过室内模型试验的方法，对不同玄武岩纤维含量的混凝土梁的受剪破坏过程及抗剪承载力开展研究。试验结果表明，玄武岩纤维对于提升受剪混凝土梁的开裂荷载有明显的作用，玄武岩纤维掺量在1 kg/m³左右时，对混凝土受剪梁的承载能力提升效果不显著；而掺量在2 kg/m³左右时，能有效提高混凝土受剪梁的承载能力。除此之外，玄武岩纤维也能有效提升受剪破坏梁整体的韧性，使其具有较好的抗冲击破坏能力。     

碳纤维布加固低强度混凝土梁的抗剪性能

采用外贴U形碳纤维布条的方法对12根低强度(fcu≤15MPa)混凝土梁进行了抗剪加固试验。结果表明,外贴碳纤维布能够明显改善低强度混凝土梁的抗剪性能,梁破坏主要源于纤维布剥离,如果布条端部设置压条,加固梁破坏前有明显先兆。基于断裂力学模型,由拉剪粘结试验确定碳纤维布剥离时所能承受的有效拉力;利用平面桁架模型,提出加固梁外贴U形碳纤维布条剥离时抗剪承载力的计算方法。计算和试验结果的比较分析表明,所提方法可用于低强度混凝土梁的抗剪加固设计。     

玄武岩纤维增强材料加固钢管混凝土圆柱轴压性能的试验研究

通过在钢管外部缠绕玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)对钢管混凝土进行修复加固,能有效地提高构件的极限承载力、增加构件的延性、耐腐蚀性。通过对BFRP加固钢管混凝土的试验研究,分别对4个用BFRP纤维布缠绕加固和3个未加固钢管混凝土进行轴压试验,并通过荷载-位移曲线、荷载-应变曲线进行分析。结果表明:用BFRP缠绕加固的试件轴压破坏形态为BFRP拉断,钢管屈曲;用BFRP加固试件的承载力比未加固试件提高了17.3%,同时增加了试件的延性;未加固与加固试件轴压承载力的试验结果与理论计算结果的偏差较小,验证了理论计算的准确性。     

冻融循环及盐溶液作用下玄武岩纤维布耐久性试验研究

在冻融循环和冻融循环-盐溶液复合环境下,对39个玄武岩纤维片材进行拉伸试验,研究环境类型、暴露时间对材料耐久性的影响。试验表明:两种环境作用下抗拉强度、延伸率都呈下降趋势,弹性模量呈上升趋势;冻融循环对片材抗拉强度的影响要比复合环境更大;复合环境下弹性模量增长幅度和延伸率下降幅度都高于单一冻融循环环境,说明复合环境更容易使材料脆化。最后,提出环境作用下玄武岩纤维布相对抗拉强度灰色预测模型。     

加速老化环境下纤维增强复合材料筋耐腐蚀性能试验研究

对碳纤维和玄武岩纤维增强复合材料(CFRP和BFRP)筋材进行两种温度下、两种腐蚀溶液中的耐腐蚀性能试验研究,并对室内混凝土环境下的BFRP筋力学性能退化进行研究,同时,针对BFRP筋进行两种溶液、两种温度下的吸湿和质量损失试验。试验结果表明:随着温度的提高,纤维增强复合材料(FRP)筋的抗拉强度退化加剧;碱溶液对BFRP筋的腐蚀大于水,室内混凝土环境不会对BFRP筋造成损伤;CFRP筋的抗拉强度在两种腐蚀溶液中几乎不发生退化,但弹模退化程度大于BFRP筋。温度越高,筋材吸湿速率越大,碱溶液中大于水中;质量损失率能较好地表征FRP筋的性能退化情况。     

玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度的试验研究

玄武岩纤维复合筋是我国战略性新兴产业重点产品。玄武岩纤维复合筋为无机材料,与混凝土基体有很好的兼容性,耐海水腐蚀性好,在替代钢筋用于海洋地材混凝土方面具有很大潜力。对比测试了玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土、玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土、钢筋与淡水河砂混凝土、钢筋与海水海砂混凝土的握裹强度,试验发现玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度比钢筋与混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与海水海砂混凝土的握裹强度比玄武岩纤维复合筋与淡水河砂混凝土握裹强度高;玄武岩纤维复合筋与混凝土握裹强度极差较大。     

玄武岩纤维筋的力学特性与破坏模式试验研究

玄武岩纤维筋预应力锚索的主体受力构件为BFRP筋,对BFRP筋的力学性质和破坏模式进行研究,可为BFRP筋预应力锚索在不同岩土工程对象中的应用提供参考和技术指导。研究表明:BFRP筋是一种典型的线弹性材料,极限荷载张拉破坏前筋材只存在线性应变,张拉过程中由于纵向拉伸下筋材环氧树脂基体传递剪力滞后使得BFRP筋具有自断口向两端发展的“灯笼状”破坏模式,极限荷载作用下BFRP筋聚集的弹性能瞬间释放,筋材发生脆性破坏,破坏前无明显征兆;相比于表面未粘砂的BFRP筋,表面粘砂的BFRP筋由于砂粒占据了筋材表面一定空间,导致其环氧树脂基体对玄武岩纤维的包裹程度降低,造成表面粘砂的BFRP筋强度稍低于表面未粘砂的BFRP筋。总的来看,尽管BFRP筋的抗拉强度较高,但其变形能力和抗剪切能力较弱,破坏前不存在屈服变形,单一手段的BFRP筋预应力锚索在动载或大变形能力的岩土锚固工程中适用性较差。     

弯折部位锚固长度对BFRP箍筋抗剪强度影响试验分析

通过对14个试件的试验研究,测定BFRP箍筋的抗剪性能,确定锚固长度对其抗剪强度的影响,从而得出BFRP箍筋抗剪强度和锚固长度的关系式。     

考虑二次受力的内嵌BFRP筋加固混凝土T形梁受剪性能试验研究

为了研究二次受力对内嵌BFRP筋加固混凝土梁受剪性能的影响,对6根内嵌BFRP筋混凝土T形截面加固梁和2根对比梁进行了受剪性能试验。对试件梁的受力过程、破坏模式、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、斜截面应力重分布现象以及初始荷载大小、卸载程度和BFRP筋端部锚固长度等因素对加固梁的影响进行研究。研究结果表明：虽然加固梁发生了剪切破坏,但是破坏特征复杂且伴随着次生破坏;试件梁的斜截面在斜裂缝出现时和箍筋屈服时出现了重分布,对于二次受力试件梁,BFRP筋应变滞后现象明显,且BFRP筋应变分布不均匀,在进行加固梁承载力计算时应考虑此因素带来的承载力降低的影响;初始荷载、卸载程度及BFRP筋端部锚固有利于加固梁极限荷载的提高和延缓斜裂缝的开展,应在加固梁受剪承载力计算公式中引入相关系数或满足构造要求来体现这些因素的影响。     

BFRP筋与地聚物混凝土黏结性能试验研究

通过对51个玄武岩纤维复合材料（BFRP）筋-地聚物混凝土界面黏结试件进行中心拉拔试验,分析了BFRP筋与地聚物混凝土的界面黏结破坏机理,研究了BFRP筋表面形式（浅螺纹、喷砂和深螺纹）、直径d（12、16 mm和20 mm）、黏结长度（2.5d、5d和7.5d）、地聚物混凝土强度等级（C30、C40和C50）及混凝土保护层厚度（20、45 mm和69 mm）等因素对BFRP筋-地聚物混凝土界面性能的影响,并与9个BFRP筋-普通混凝土界面黏结试件中心拉拔试验结果进行比较。试验结果表明：BFRP筋-地聚物混凝土界面黏结强度与BFRP筋-普通混凝土界面黏结强度基本相同;BFRP筋表面形式对其黏结性能影响较大,直径为12 mm时,浅螺纹、喷砂和深螺纹BFRP筋与地聚物混凝土的黏结强度分别为15.33、20.49 MPa和22.66 MPa;随着FRP筋直径和黏结长度的增加,BFRP筋与地聚物混凝土黏结强度降低,而随着混凝土强度和和保护层厚度的增加,黏结强度提高。通过CMR和mBPE模型对试验所得黏结应力-滑移曲线进行拟合,发现CMR模型能够较为准确的描述BFRP筋与地聚物混凝土间的黏结应力-滑移关系。     

钢-纤维复合纵筋和玄武岩纤维复合纵筋混凝土梁受剪承载力试验研究

为了研究纵筋分别采用钢-纤维复合筋（SFCB）和玄武岩纤维复合筋（BFRP筋）的混凝土梁受剪性能,以普通钢筋混凝土梁作为对比,设计并开展了46根梁的受剪承载力试验,变化参数为剪跨比、纵筋配筋率和有无箍筋。试验结果表明:三种纵筋梁的受剪承载力均随着剪跨比的减小而增大;SFCB梁的受剪承载力随着纵筋配筋率的增大也增大。此外,提出广义销栓作用影响系数的概念,推导其计算式,用于评价复合纵筋和玄武岩纵筋对混凝土梁受剪承载力的贡献,并据此建立受剪承载力计算式。经与国内外共223组混凝土梁(纵筋为钢筋、BFRP筋和SFCB等)受剪试验数据对比,验证所提广义销栓作用受剪承载力计算式的正确性。在此基础上,采用与钢筋混凝土梁受剪承载力规范公式相近的安全度,建议了适用于纵筋为复合筋和玄武岩筋的混凝土梁受剪承载力设计公式。     

玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁受弯试验研究

在6根钢筋混凝土梁的试验基础上,通过试验梁的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、跨中挠度以及钢筋和玄武岩纤维布的应变等参数,对粘贴玄武岩纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯性能、破坏特征进行了分析,提出了相应的设计方法与建议,供工程应用参考。