碳纤维布-混凝土界面抗剪性能的试验研究

目的分析碳纤维复合材料(CFRP)-混凝土界面抗剪性能．方法针对由两种不同强度混凝土制成的、并采取不同粘贴方式进行CFRP补强的试件，进行了双界面抗剪性能测试，研究了界面剪切破坏机理．结果分析和比较了在混凝土强度及碳纤维布粘贴方式不同的情况下，界面抗剪性能的影响因素．结论实验结果表明，CFRP与混凝土粘结界面的抗剪强度、开裂过程以及CFRP布的应变与混凝土本身的性能以及CFRP粘结面积密切相关．混凝土自身强度越高，CFRP粘结面积越大，界面的抗剪能力越强。     

CFRP布混合粘贴形式界面剪切性能试验

为了研究CFRP布混合粘贴的界面粘结性能,设计了4组自锚式面内双剪试验.根据界面剪应力的发展规律,将CFRP布混合粘贴中碳纤维布由初始受力至破坏的过程划分为3个阶段.试验考虑了碳纤维布不同的粘贴长度因素,分析试验中的破坏形式、破坏过程和界面粘结性能.研究表明CFRP布混合粘贴形式中的钢板锚固件提高了CFRP-混凝土界面的粘结强度,将破坏形态由碳纤维布的剥离破坏转变为碳纤维布的断裂破坏,极大地的提高了碳纤维布材料的强度利用率.碳纤维布在未剥离阶段其界面粘结性能较为稳定,钢板锚固件对碳纤维布的初始剥离影响较小;在碳纤维布持续剥离阶段,钢板锚固件可以延缓碳纤维布的剥离,使得界面粘结强度提高18.02%.     

混凝土粗糙度对CFRP与混凝土粘结性的影响

采用单剪拉拔试验分析碳纤维布复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)加固混凝土结构因不同的混凝土表面处理而出现不同的粘结界面破坏形式,以及对粘结强度的影响．着重根据粘结-滑移关系曲线分析在不同应力作用下碳纤维布复合材料的应变和应力分布,以及剪应力在界面的传力机理．试验结果显示,混凝土表面的处理对CFRP加固混凝土结构的粘结性能影响较大,单剪试验中粘结剥离破坏过程具有明显的规律性．最后,根据试验结果提出建议以供FRP加固混凝土结构工程应用参考．     

MPC黏结CFRP加固混凝土的抗折性能

为了解决传统有机胶黏结纤维布(fibre reinforced polymer/plastic,FRP)加固存在耐久性和耐火性不佳等问题,采用新型黏结材料磷酸镁水泥(magnesium phosphate cement,MPC)和环氧胶(epoxy adhesive,EP)分别黏结碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer/plastic,CFRP)加固的混凝土试件并进行了抗折性能研究,分析了各类试件断裂类型、抗折强度等性能,得到了荷载-位移曲线、荷载-应变曲线,通过黏结界面破坏时形态机理的比较研究发现:MPC与CFRP复合加固混凝土抗弯试件能达到EP加固的效果,界面能发挥较好的抗剪黏结效果.     

直剪作用下再生混凝土黏结界面强度影响因素分析

为研究再生混凝土新旧黏结界面的剪切强度,对新旧混凝土进行了黏结强度直剪试验.考虑到新旧混凝土类型对新旧混凝土黏结界面强度的影响,设计了4组试验,共12个标准立方体试件,得到了各界面试件的破坏形态、剪切应力-名义应变曲线及损伤发展曲线,提取了峰值应力、峰值名义应变、初始剪切模量等特征值参数,对比分析了再生混凝土新旧黏结界面抗剪性能及损伤变化规律.结果表明:新旧混凝土类型对结合试件的破坏形态影响较小,试件均为结合面剪切破坏,且其黏结界面是剪切破坏的薄弱界面;新旧混凝土类型对结合试件的黏结强度和变形影响较大;所有试件的损伤曲线趋势基本相同,新旧混凝土类型均为再生混凝土时,其损伤相较于其他类型试件出现最早.     

具有荷载作用历史的CFRP-钢界面粘结性能试验

为研究荷载作用历史对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢结构界面粘结性能的影响,开展4种界面剪应力水平、6种持载时间的CFRP-钢双剪试件长期加载试验,对达到规定加载时间的试件进行静力拉伸破坏.根据CFRP轴向应变数据,给出了界面剪应力分布及粘结滑移曲线,考虑到界面蠕变损伤对粘结滑移本构关系的影响,在双线性模型中引入系数β、η、γ,回归分析得到了这3个系数的表达式.结果表明:胶黏剂的蠕变变形会引起界面应力重分布,随着时间的增加CFRP应变增大,界面剪应力峰值减小;加载90 d后,在12.5 mm处B组、C组、D组、E组试件界面剪应力分别减小了26.6%、59.2%、73.8%、85.4%;当界面剪应力水平较高时,应考虑界面蠕变损伤对粘结滑移曲线的影响,界面剪应力水平越高持续时间越长,蠕变损伤越显著;当CFRP粘贴长度大于有效粘结长度时,界面蠕变损伤对极限承载力没有明显影响.     

碳纤维布不同加固方式对木梁承载力影响试验研究

为研究碳纤维布(CFRP)对矩形木梁的加固效果,采用CFRP包裹9根矩形木梁进行抗弯、抗剪性能的试验。本文分析不同CFRP加固层数、不同加固方式对木梁承载力性能的影响,获得了试件的破坏形态、极限承载力、荷载-挠度关系和应变分布等。结果表明：加固梁在变形过程中符合平截面假定,CFRP改变了木梁的脆性破坏模式,其受压区有明显的塑性变形段,提高了木梁的抗弯、抗剪性能,极限承载力提高最高为为55.1%,试件的刚度和延性也同时得到改善,采用CFRP加固增强木梁性能的方法是行之有效的。     

混杂纤维高性能混凝土深梁受剪性能试验

对18组钢一聚丙烯混杂纤维高性能混凝土深梁试件和2组高性能混凝土深梁对比试件进行受剪试验,分析混杂纤维高性能混凝土深梁受剪破坏过程及破坏形态,探讨混杂纤维对高性能混凝土深梁剪切初裂强度及抗剪极限强度的影响,结果表明：掺人适量的钢-聚丙烯混杂纤维,可使深梁水平及竖向分布钢筋应变明显减小,剪切延性得到提高,掺入混杂纤维后,无腹筋深梁剪切初裂强度平均提高20.3％,抗剪极限强度平均提高17.2％;有腹筋深梁剪切初裂强度平均提高70.1％,抗剪极限强度平均提高33.9％.     

GFRP板与混凝土粘结性能试验

为考察玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)板与混凝土的粘结性能,对36个试件进行了试验研究.采用GFRP板-混凝土块搭接接头的单剪试验方法,考察了4种GFRP板与混凝土的连接方式(粘粗砂法、涂环氧胶法、粘剪力键法以及同时粘剪力键和粘粗砂的综合法),同时考虑了粘砂长度、环氧胶类型、混凝土类型和附加GFRP布增强等因素,并提出了一种抗剪设计方法.结果表明:4种连接方式都获得了较高的平均粘结强度(>2.9 MPa);粘砂长度、环氧胶类型和附加GFRP布增强等因素对平均粘结强度有显著的影响,而混凝土类型的变化则影响较小.提出的4种连接方式均可作为FRP-混凝土组合结构的有效组合界面抗剪连接措施.     

岩石GFRP抗浮锚杆承载性能室内试验与机理分析

基于4根岩石GFRP抗浮锚杆的室内足尺拉拔破坏性试验,探讨了风化岩地基中全长黏结GFRP抗浮锚杆的界面黏结特性和承载性能,揭示了GFRP锚杆的细观破坏机理。结果表明：GFRP抗浮锚杆发生拔出破坏,主要是由螺纹表面劣化所引起的剪胀破坏;直径25 mm、灌浆体强度M30、锚固长度1.3和0.55 m的GFRP抗浮锚杆的极限抗拔承载力分别为255、195 kN,满足工程抗浮要求;GFRP抗浮锚杆杆体与灌浆体界面平均黏结强度介于2.41~5.10 MPa之间,高于《岩土锚固与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB 50086—2015）中钢锚杆与灌浆体的黏结强度推荐值。     

抗剪柱的抗剪性能试验研究

对三种不同构造形式的抗剪柱进行了试验研究,试验结果表明：抗剪柱是保证上、下层板共同工作的关键;预制抗剪柱与整浇抗剪柱比,抗剪刚度及抗剪承载力降低较多;目前预应力空腹楼盖结构体系的抗剪柱与下层板连接宜优先采用抗剪柱与下层板整浇的施工方式;为了验算的目的,文中给出了预制抗剪柱和整浇抗剪柱的本构模型。     

新型滚切剪空间剪切机构优化数学模型的建立及应用

以纯滚动剪切为目标,通过对新型滚切剪空间剪切机构的原理分析,建立了增加导向杆为设计变量的剪切机构优化数学模型,以推广应用的某大型钢铁有限公司3000 mm单轴双偏心定尺滚切剪的研发项目为依托,对剪切机构的杆件尺寸进行了优化,对运动轨迹进行了模拟.上下剪刃重叠量,刀弧水平偏移量,开口度的计算结果表明,加入导向杆设计变量的优化数学模型,对求得纯滚动剪切机构的杆件尺寸,降低刀弧水平位移量,均匀剪刃重叠量,保证设定开口度的作用显著.现场生产样机重叠量、刀弧水平综合位移量、开口度的实际值及高质量的钢板剪切断面也证实了上述优化数学模型的正确性.     

直剪试验中对土抗剪强度的一种修正方法

目的 为了消除直剪试验过程中，剪切面积变化对试验结果的影响，建立了直接剪切试验中剪应力变化方程．方法 并根据室内直剪试验资料和剪应力变化规律，对比分析考虑与不考虑试样剪切面积变化的情况．结果 得到了不同正应力下土的抗剪强度变化曲线．在此基础上，提出了抗剪强度修正系数口的概念，确定了其变化规律，进而提出了抗剪强度修正公式．结论 研究表明抗剪强度修正系数的应用克服了直剪试验存在的部分缺陷，提高了利用直剪试验确定土的抗剪强度的准确性．     

高强度螺栓受剪连接性能分析

在实验的基础上,提出单个高强度螺栓连接轴心受剪的荷载—变形曲线计算公式,公式以分段函数形式反映连接的摩擦、滑移和承压三个阶段,同时适用于无滑移连接的荷载—变形曲线计算。对于高强度螺栓连接偏心受剪性能采用极限状态法计算,其中每个螺栓都服从于上述非线性关系。本文编制了解决这个非线性问题的计算机程序。分析结果与实验比较普遍吻合较好。     

浮石砼剪力墙抗剪强度的计算

对浮石砼剪力墙在低周反复荷载下的试验资料进行了研究,着重讨论了剪跨比、纵向配筋、横向配筋等因素对剪力墙切角的影响;提出了计算剪切角的建议公式及剪力墙斜截面抗剪强度建议公式。     

钢筋混凝土无腹筋细长梁剪切破坏机理模型研究综述

根据现有关于钢筋混凝土无腹筋细长梁剪切破坏机理问题的研究成果,介绍了基于修正压力场理论的抗剪模型、临界剪切裂缝理论、塑性理论、压力路径理论、劈裂破坏理论和基于截面应变分析的抗剪模型的基本假设、核心观点及受剪承载力计算方法,并给出总结、归纳及评析;另一方面,利用相关试验数据和ACI-DAfStb无腹筋细长梁剪切破坏数据库,分别对不同理论模型的受剪承载力计算公式进行了设计参数的影响评估和统计评估;并展望了无腹筋细长梁剪切破坏机理研究的发展方向。研究结果表明：不同理论模型的部分假设缺少直接的试验依据支持,梁腹混凝土的受拉（劈裂）或受剪（骨料咬合）以及受压区混凝土对抵抗剪力的贡献成为抗剪机制的主要分歧;不同受剪承载力计算公式对不同影响因素的考虑方式的合理性和计算结果的准确度均有待进一步提高。后续深入研究应综合考虑剪切破坏问题的随机性和物理属性,利用先进测试技术、应力演化分析方法,进一步揭示剪切破坏机理。     

钢筋混凝土连续深梁抗剪性能的试验研究

按作者所进行的34根两等跨连续深梁的试验资料和非线性有限元法的分析和研究,连续深梁的抗剪受力特性和破坏机理,当跨高比l/h≥1.5或剪跨比λ>0.75时,连续深梁由于反弯区段内应力重分布而使抗剪强度低于简支深梁。作者从连续深梁抗剪的受力特性建立力学模型,结合试验结果提出连续深梁的抗剪强度和抗裂度的计算公式供设计者使用。     

剪力弯曲挠度的分析研究

本文主要对由剪力所引起的挠度作了分析和推导，并且讨论了简支支承和固定端约束的边界条件，给出了几种常见梁由剪力所产生的挠度的例子。     

钢筋轻骨料混凝土剪力墙研究

通过对钢筋轻骨料混凝土剪力墙的试验及其与普通混凝土剪力墙的对比和数据分析,研究了在低周反复荷载作用下轻骨料混凝土剪力墙的强度和变形性能,并提出了抗剪强度计算式、层闻相对位移和剪切变形的关系式及腹板破坏强度计算式．