硫酸盐溶液对CFRP-混凝土黏结性能的影响

随着CFRP外贴加固混凝土结构技术的应用,CFRP-混凝土黏结界面的耐久性问题也突显出来.为了研究和分析CFRP-混凝土在恶劣条件下的黏结性能,进行了硫酸钠溶液的浸泡及干湿循环试验,并考察CFRP-混凝土拉伸剪切强度随劣化时间的变化特性.研究表明,硫酸钠溶液浸泡对CFRP-混凝土的黏结强度影响不大;但混凝土在受到硫酸盐溶液浸泡后再粘贴CFRP片材,其黏结强度比未经劣化的CFRP-混凝土的黏结强度均有不同程度降低;硫酸盐溶液干湿循环对CFRP-混凝土黏结强度影响较大.     

混凝土表面粗糙度参数下的CFRP-混凝土界面抗冻性研究

为了研究不同混凝土表面粗糙度在盐冻环境下的CFRP-混凝土界面黏结性能退化规律,通过制作具有三面粗糙度的CFRP-混凝土试块,开展了84次CFRP-混凝土界面正拉黏结试验。探讨了混凝土强度、界面粗糙度、盐冻循环次数对CFRP-混凝土梁界面黏结性能的影响,建立了基于粗糙度f_i,盐冻循环次数n两参数下的界面剥离承载力回归模型,基于SEM检测技术分析了界面性能退化机理。结果表明:混凝土强度对界面黏结性能影响不大,当混凝土表面粗糙度为0.33时,界面黏结性能最佳;平均单个粗骨料漏出尺寸为整个粗糙度的20%时,界面黏结效果最好;在(-15～8)℃范围内,6次盐冻循环后,界面开始出现劣化,到了12次界面黏结性能降低较为明显。     

海水环境中CFRP-混凝土界面破坏机理初探

本文推导了面内单剪试验中CFRP-混凝土界面的应力公式。通过分析界面上剪应力的变化并结合已有的结论,初步得到了CFRP-混凝土界面经过海水腐蚀后的破坏机理。     

硫酸盐环境下粗糙度对CFRP-混凝土界面黏结应力试验研究

为了考察硫酸盐环境下CFRP-混凝土界面黏结性能的退化规律,开展了162块CFRP-混凝土试件的单剪试验,研究了混凝土黏结面粗糙程度、混凝土强度等级、腐蚀龄期对CFRP-混凝土界面极限荷载、最大滑移量、黏结强度、断裂能的影响,并基于SEM扫描电镜技术分析了界面破坏机理。结果表明,混凝土强度从C30提升至C50,极限荷载上升幅度在1%～7%不等,总体上混凝土强度等级对提高界面黏结性能的影响不明显;硫酸盐环境下,环氧树脂胶体能较好的保护CFRP黏结区域;随着腐蚀龄期的增长,CFRP-混凝土界面的黏结性呈先增高后降低的趋势,增强点出现在第7天,30 d后界面极限荷载呈高速下降趋势;界面能在7 d时达到最大,随后逐渐降低;硫酸钠晶体的膨胀劣化是影响CFRP-混凝土界面黏结性能的主要因素。     

CFRP加固混凝土结构耐久性试验研究

为了对海水环境下CFRP-混凝土界面性能进行研究,采用42个CFRP片材进行了CFRP材料物理力学性能试验,采用72个混凝土单剪试件对海水环境下CFRP-混凝土界面黏结性能进行试验。结果表明:CFRP材料的耐久性良好,长时间的海水腐蚀对CFRP材料的物理性能没有太大影响;CFRP-混凝土黏结强度随腐蚀时间增加而降低;长时间海水腐蚀对界面延性有不利影响,对界面应变发展规律和黏结滑移关系没有明显影响。     

寒冷环境纳米高岭土增强预应力FRP-混凝土 梁承载能力研究

基于插层后的纳米高岭土改性环氧树脂胶,并对4根混凝土基准梁、4根预应力CFRP-混凝土梁进行0、50、150、300次冻融循环,通过三点弯曲试验,研究了冻融循环对预应力CFRP-混凝土梁的承载能力的影响。研究结果表明:基于改性的环氧树脂胶的预应力CFRP-混凝土梁可以明显改善CFRP-混凝土界面性能,强化界面黏结应力,开裂荷载、极限荷载分别提高6～12、8～16倍不等;150次冻融循环内,融循环对预应力CFRP-混凝土梁的质量和弹性模量认为变化不大;预应力CFRP-混凝土梁可以明显增强结构整体韧性,减少跨中挠度损失约20%。     

氯盐环境下CFRP加固混凝土结构的黏结性能研究

碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber-Reinforced Polymer)与混凝土界面的黏结性能是影响CFRP加固效果的重要因素.采用双面剪切试验,探究氯盐侵蚀时间对CFRP-混凝土黏结性能的影响规律.结果表明:随着氯盐侵蚀时间的增加,界面黏结强度先增加后逐渐降低,破坏界面逐渐由混凝土表层向胶层发展;端部滑移总量也随着侵蚀时间的增加而降低;CFRP应变及CFRP-混凝土局部平均黏结剪应力的分布曲线能较好地反应界面黏结破坏的过程.     

CFRP-混凝土界面的疲劳性能探讨

随着技术的发展和进步,碳纤维增强复合材料——混凝土在各个领域得到了广泛的应用。特别是在铁路桥梁等重负荷领域的应用,这就容易CFRP-混凝土界面的脆破坏,进而造成了严重的影响。因此,对CFRP混凝土界面的疲劳性能研究非常有必要,进而发现其疲劳性规律。本文笔者通过实验分析,探讨了CFRP-混凝土界面的疲劳性能,目的是为CFRP混凝土的应用提供指导和借鉴,进而推动其在各个领域的应用。     

粗糙度对CFRP 混凝土界面剪切黏结性能的影响

针对3种强度、6种界面粗糙度的54块混凝土试件,采用单向剪切试验,研究了表面粗糙度对碳纤维增强复合材料(CFRP)-混凝土梁界面黏结性能的影响.结果表明:6种界面中,粗糙度为0.44的混凝土试件界面黏结性能最佳,CFRP-混凝土的极限荷载和黏结强度较粗糙度为0.25的试件分别提高36%~51%,124%~221%;粗糙度对混凝土界面有效黏结长度影响较大,与现有模型中的有效黏结长度计算值相比,考虑粗糙度和黏结树脂后的有效黏结长度最高可提高273%;6种界面的有效黏结长度随粗糙度的提高,总体呈现减小趋势;粗糙度为0.25~0.44的混凝土界面τ-s曲线在脆性区域上的刚度相差无几,界面越粗糙,脆性区间越短;进入塑性阶段后,6种界面的CFRP-混凝土梁黏结滑移曲线均以不同斜率下降,最终以0.04~0.35mm的滑移值剥离破坏.     

循环荷载下CFRP-混凝土界面黏结-滑移模型研究进展

CFRP加固混凝土结构界面的疲劳性能主要取决于循环荷载下的CFRP-混凝土界面的黏结性能,而界面黏结-滑移模型能够准确表达界面的黏结性能.对国内外循环荷载下的CFRP加固混凝土结构界面黏结-滑移模型相关研究进行了梳理,阐述现有不同类型的黏结-滑移模型研究中亟待解决的问题,分析该领域需要进一步研究的方向.     

利用权函数计算沥青路面层间部分约束的面层底裂缝应力强度因子

以受均匀拉应力的中心贯穿裂缝作为参考状态 ,利用权函数理论和PetroskiandAchenbach方法得到路面各层面完全连续时的裂缝应力强度因子计算方法。根据完全连续时的应力强度因子和面层界面处于临界静摩擦状态下的应力强度因子的等效性 ,计算出面层界面的等效滑动区域 ,从而得到面层界面滑动摩擦力产生的应力强度因子 ,再与面层界面完全光滑时的应力强度因子叠加 ,得到面层界面部分约束时的应力强度因子 ,编制了相应的程序 ,给出了相应的计算实例。     

非水反应高聚物与土工材料的界面剪切特性

基于单调直剪试验,研究了竖向应力、剪切速率对非水反应类高聚物-土工布界面及高聚物-砂土界面的剪切应力、剪切位移、抗剪强度和剪切模量等剪切特性的影响.结果表明:在给定竖向应力和剪切速率下,随着剪切位移的增加,高聚物-土工布界面、高聚物-砂土界面均表现出剪切软化的特性;竖向应力对高聚物-土工布界面抗剪强度及剪切模量的影响显...     

锚固类结构界面剪应力相互作用关系试验研究

采用高、中、低强三种围岩介质,在室内进行了锚杆第一、第二界面剪应力分布形态测试。在此基础上,分析了锚杆第一、第二界面剪应力相互作用关系。研究指出：第二界面剪应力是第一界面剪应力衰减的结果;第一、第二界面剪应力沿杆体轴线方向和垂直于杆体轴线方向都是衰减的,并且存在极限剪应力、零值剪应力与浆体局部破坏基本同时发生向杆体深部的转移现象;着重指出平均剪应力的理论基础-锚杆界面微观结构理论具有不争的误导性。     

基于桩土界面的静压桩沉桩效应与承载特性室内试验研究

饱和黏性土地基中桩土界面的受力特性会对静压桩沉桩效应及长期承载力的发挥产生重要影响。通过黏性土地基中桩身表面嵌入式安装硅压阻式传感器的静压桩模型试验,分别对开口和闭口静压桩沉桩和加载过程的桩土界面超静孔隙水压力和有效径向应力进行研究。结果表明：在沉桩过程中,桩土界面超静孔隙水压力及有效径向应力随入土深度逐渐增加,沉桩结束时增量幅值随着h/D(h为传感器距桩端距离,D为桩径)增大而减小,同一h/D位置处闭口桩的增量幅值大于开口桩的;同一入土深度处,桩身不同h/D位置处桩土界面有效径向应力存在退化现象,且随着h/D和入土深度的增加退化越明显。在加载过程中,h/D=1和h/D=5位置处桩土界面超静孔隙水压力相比沉桩结束时减小,且随着h/D增大,减小幅度也增大;同一h/D位置处,桩土界面有效径向应力增量幅值随着桩顶施加荷载值增加而增大。沉桩过程和加载过程桩土界面超静孔隙水压力和有效径向应力均随着h/D的增加而减小,不同h/D位置处桩土间的有效径向应力变化是沉桩和加载过程桩土界面受力机理不同的重要原因。     

砂土颗粒级配对筋土界面抗剪特性的影响

为了研究砂土与土工合成材料相互作用时筋土界面的抗剪强度以及剪胀特性,采用3种不同级配的砂土分别与土工格栅和土工织物进行室内大型直剪试验,研究不同颗粒级配、密实度、筋材种类以及竖向应力对界面剪切特性的影响,并对界面剪胀系数进行分析。试验结果表明：粗砂和细砂与筋材的界面剪切强度要明显大于粗细混合砂;松砂剪切过程中只有剪缩效应的存在,但密实砂土呈现出明显的剪胀过程;当竖向应力较大时,筋土界面达到峰值剪切强度所需的剪切位移比低应力时大;粗砂与土工格栅作用时达到峰值剪切强度所需的剪切位移比与土工织物作用时大,而细砂则相反。     

砂土与混凝土接触面力学特性大型单剪试验研究

利用研制的大型单剪仪,进行砂土与混凝土接触面单剪试验研究,研究单一粒径的砂土对混凝土接触面物理力学性质的影响。从试验结果分析得到,不同单一粒径砂土的接触面厚度和试样破坏时的剪切位移。试验表明:抗剪强度与法向应力呈较好的线性关系;在接触面法向应力压力较低时,剪切应力-位移关系曲线呈应变软化型;随着接触面法向应力的增高,剪切应力-位移关系曲线呈应变硬化型的趋势越明显,此时,不同单一粒径的砂土与混凝土界面剪应力-位移曲线可看成由一条曲线与一条平直线组成。接触面法向应力越低剪胀越明显;随着接触面法向应力的增大,剪胀性减弱,试样发生剪胀时的剪应力也逐渐增大。     

玻璃钢板加固既有混凝土梁界面应力分析

对玻璃钢板加固既有混凝土梁界面应力进行了理论计算和有限元分析,研究了不同玻璃钢板长度、厚度对界面应力的影响,得到了界面应力随玻璃钢板长度、厚度变化的规律。有限元计算结果与理论结果吻合较好。     

考虑法向应力历史的黏土–混凝土界面弹塑性分析

 土与混凝土接触界面剪切力学特性研究对桩基础设计至关重要,非挤土桩施工过程中由于成孔卸荷或桩身混凝土凝结造成界面附近土体径向卸荷,径向荷载的变化势必改变桩土界面的荷载传递规律。通过大型结构剪切试验发现：法向应力的变化历史对黏土–混凝土接触面剪切变形特性和强度参数影响明显。为给钻孔灌注桩桩土接触界面数值模拟提供合理的剪切力学模型,以接触界面积累的能量为硬化参数,假定接触界面剪切过程为界面积累能量对外做功的过程,考虑法向应力历史对剪切刚度的影响,提出考虑法向应力历史的黏土–混凝土界面模型,并介绍各模型参数的确定方法。模型原理清晰,参数物理意义明确。通过大型直剪试验成果数据对界面模型进行验证。结果表明：提出的模型能准确地再现和预测不同法向应力历史条件下的黏土–混凝土接触界面的力学特性。     

超薄白色罩面(UTW)荷载应力分析

采用正交各向异性接触模型模拟UTW层间接触状况,利用ANSYS进行结构计算,发现纵缝边缘中部为板底拉应力的临界荷位,而板角处为层间剪应力的临界荷位;计算发现,增大界面抗剪能力．保持层间界面连续,可减小板底拉应力;超载是导致板开裂的一个重要原因。而且结构组合越弱。超载应力比就越大。文章同时分析了旧沥青面层厚度、模量、罩面板平面尺寸和厚度、基层模量及层间接触条件对板底拉应力或层间剪应力的影响规律,为UTW路面设计提供了一定的基础。     

红层泥岩桩岩接触面本构模型试验及数值模拟

桩岩(土)接触面力学特性的研究是桩基承载机理研究的基础。通过红层泥岩桩岩接触面大型直剪试验,研究了红层泥岩桩岩接触面的力学特性,结果表明:接触面剪应力先随剪切位移增大而增大,在达到峰值后,剪应力随着剪切位移增大而降低,并最终趋于稳定值,应力应变曲线呈现出应变软化的特征。根据剪切试验结果,推导出桩岩接触面应变软化本构方程。利用fish语言对FLAC3D中自带的理想弹塑性接触单元进行二次开发,并应用开发的模型对桩岩接触面直剪试验进行了数值模拟,分析剪应力与剪切位移之间的关系,证明了该本构能够较好地模拟接触面间的应变软化特性。