黏结树脂对复材-混凝土界面疲劳性能影响的试验研究

采用不同种类的黏结树脂制作复材-混凝土双面剪切试件,保持混凝土强度、复材粘贴层数和黏结长度等参数不变,仅将黏结树脂种类作为变化参数,进行疲劳荷载下复材-混凝土界面性能试验。比较疲劳荷载下试件破坏模式、荷载-滑移、复材应变分布、界面黏结-滑移关系等受力指标,分析黏结树脂性能对复材-混凝土界面疲劳受力行为的影响。试验结果表明,在同等疲劳荷载水平下,相比其他树脂,采用柔软树脂的试件平均疲劳寿命相对更高,界面黏结强度、刚度、界面断裂能更大、延性更好;通过液体橡胶对普通树脂进行增韧改性,能够有效改善界面的疲劳受力性能,提高疲劳寿命。     

数字图像相关法测量FRP片材与混凝土界面的黏结滑移关系

采用数字图像相关(DIC)法测量FRP-混凝土双剪试件的全场位移,通过平滑与拟合两种方法获得界面的黏结滑移关系。共测试了6个试件,变化参数为FRP片材的种类(玄武岩纤维和碳纤维)。数字图像相关法的使用可以为界面剪应力的计算提供足够多的数据点,并可直接得到FRP片材与混凝土界面的滑移。试验结果表明:与传统测试手段相比,数字图像相关法能够记录界面剥离过程更全面的信息;对位移数据采用平滑及拟合可以避免测试误差的扩大化,得到反映整个界面规律的黏结滑移关系;经过与传统手段直接测得的数据对比,验证了该测试方法和数据处理方法的可靠性。数字图像相关法的合理使用为类似搭接接头黏结性能的测试和分析提供了新的途径。     

FRP片材-混凝土界面应变率效应试验研究

对57个FRP片材-混凝土双面剪切试件进行快速加载试验,试验加载最大应变率为100,000με/sec。试验参数包括应变率、混凝土强度、黏结树脂性能和FRP种类。试验结果显示界面断裂能、FRP最大应变、峰值剪应力等参数随应变率呈对数线性增大的关系,表明FRP片材-混凝土界面性能具有明显的应变率效应。在本试验应变率范围内,较低强度混凝土试件的应变率效应更加显著,而黏结树脂性能和FRP种类对界面应变率效应的影响不明显。基于混凝土材料的应变率效应模型,采用试验数据回归其关键参数,得到快速荷载作用下FRP片材-混凝土界面的黏结滑移模型。运用该模型对FRP片材-混凝土界面性能进行进一步的参数分析,结果表明随着应变率的增大,界面极限总滑移量增加,而FRP有效黏结长度则减小。