自由拉拔植筋系统的粘结滑移受力机理分析

自由拉拔植筋系统破坏时发生复杂的混合界面拔出型破坏,为了研究其粘结滑移受力机理,对该植筋系统进行了考虑粘结滑移的非线性有限元分析.根据植筋自由拉拔试验结果,建立了混合界面的粘结滑移本构关系.该本构关系考虑了有效锚固深度、钻孔直径和植筋胶等植筋参数对混合界面粘结强度和滑移的影响,全面反映了混合界面的粘结滑移性能.并进一步采用该粘结滑移本构关系,代入特定的植筋试验参数,对自由拉拔植筋系统进行了考虑粘结滑移的ANSYS有限元分析.根据有限元分析结果与试验结果的对比,证明了所建立的混合界面的粘结滑移本构关系是合理的,认识了自由拉拔植筋系统的粘结滑移受力机理并建立了相应的承载机理简化模型,认识了自由拉拔植筋系统的裂缝分布及发展规律,并进一步建立了针对自由拉拔植筋系统的承载能力极限状态设计计算公式和正常使用极限状态验算公式.     

铝合金板混凝土界面的粘结滑移性能及其本构关系

铝合金板具有轻质高强、耐腐蚀性和延展性好等优点,是复杂恶劣环境中加固混凝土结构的理想材料。基于双剪试验进行铝合金混凝土界面粘结滑移性能研究,完成了45个构件的双面纯剪试验,得到了其破坏形态、荷载应变关系曲线、粘结界面剪应力分布曲线、荷载滑移关系曲线以及界面极限承载力,分析了不同的混凝土强度等级、铝合金板表面粗糙度、铝合金板粘结长度和粘结宽度条件下界面粘结滑移性能的演化规律。研究表明:加载过程中,界面应力从加载端向自由端逐步传递,且随着混凝土强度等级、铝合金板的粘结长度和宽度的增加,试件的剥离承载力也有所提高。但铝合金的粘结长度存在一个有效粘结长度值,超过该值试件的剥离承载力将不再增加,同时,铝合金表面粗糙度对试件剥离承载力的提高没有实质影响。通过测量铝合金板的应变得到了不同参数条件下铝合金板混凝土粘结滑移本构曲线,结果表明:铝合金板混凝土粘结滑移本构曲线存在明显的界面软化特征和非线性行为。     

植钢锚固技术破坏机理及粘结滑移本构关系的试验研究

植钢锚固技术是一种新型的加固技术,本文基于植筋技术的研究,通过混凝土锚固型钢的静力拉拔实验,得到了不同型号角钢在不同强度等级混凝土下的植钢锚固的荷载-滑移全过程曲线。试验的破坏形式有两类:型钢拉断破坏和型钢与胶的界面滑移破坏,在不同破坏形式下荷载滑移曲线为三段式。并分析了型钢混凝土界面的粘结破坏机理。提出线荷载-滑移本构关系作为植钢锚固技术的粘结滑移本构关系,该关系式可用于指导有限元计算。     

基于梁式试验法的CFRP布与钢材界面-动态粘结性能研究

针对碳纤维增强复合材料（CFRP）加固结构构件常发生界面过早剥离破坏的问题,进行了4个粘贴CFRP布试件的冲击试验和2个静力对比试验,主要研究CFRP与钢材界面动态粘结性能。从界面的破坏形态、CFRP应变分布以及荷载 滑移曲线等方面,对冲击荷载和静力荷载下CFRP与钢材界面动态粘结性能进行了对比分析。在试验的基础上,提出了基于梁式试验法的局部粘结应力 滑移本构关系计算方法。结果表明:冲击荷载下CFRP应变分布曲线与静力荷载下相比更加陡峭;界面极限动态承载力有所提高。     

FRP-混凝土界面粘结滑移本构模型

FRP-混凝土界面的粘结滑移关系是FRP加固混凝土结构受力分析的基础。由于FRP-混凝土界面受力情况的特殊性,通常很难通过试验直接获得粘结滑移关系,因而现有的粘结滑移本构模型或多或少存在一些问题。本文根据作者提出的细观单元有限元研究的结果,建议了一组新的界面本构模型以及界面剥离强度计算公式。根据本构模型简化程度不同,分别命名为:精确模型、简化模型和双线性模型。其中精确模型可以考虑不同界面胶层刚度的影响,简化模型和双线性模型则适用于一般界面粘结胶层。通过与大量界面试验结果的对比表明,本文建议的模型可以准确预测界面的剥离强度和剥离过程,且精度优于现有各模型。     

CFRP加固混凝土结构的界面力学性能研究

基于界面剥离破坏机理,对影响界面力学性能的有关参数进行了深入分析,揭示了影响界面剥离性能的主要因素,提出了界面粘结—滑移本构模型及受弯加固剥离承载力的实用计算表达式,为CFRP加固混凝土结构技术的设计方法提供了参考。     

基于损伤理论的型钢与混凝土界面损伤分析

基于连续介质损伤力学理论,给出能够较好描述混凝土力学特性的损伤本构模型,同时,根据型钢应变的发展以及屈曲影响,建立型钢损伤本构模型。依据大量实腹式型钢混凝土试件粘结滑移性能试验研究结果,对粘结强度与滑移量值之间的变化关系进行分析,进而建立一种基于损伤理论的型钢与混凝土界面损伤τ-s模型来合理考虑粘结损伤对构件力学性能的影响,并验证其合理性。最后,通过数值模拟对型钢混凝土梁试件进行分析,将所得结果与已有粘结-滑移本构模型计算所得结果以及试验所得结果进行对比分析。结果表明,所提出的粘结损伤τ-s模型较已有模型能更好地反映型钢与混凝土界面的粘结退化对结构构件性能的影响,其数值方法是有效的。研究结果可为型钢混凝土组合结构地震作用下的非线性分析提供理论基础。     

湿热环境下粘钢加固混凝土界面的粘结性能

钢板-混凝土界面粘结性能是粘贴钢板加固混凝土结构的关键。通过对湿热环境下27个钢板-混凝土试件进行试验研究,分别进行5、10、15d的加速湿热老化,然后进行双剪试验,获得了钢板-混凝土界面发生剪切剥离破坏过程中的极限荷载、钢板应变分布及荷载-位移关系。分析了环境温度、湿度耦合作用对钢板-混凝土界面粘结耐久性能的影响,并综合考虑钢板-混凝土的粘结破坏模式、受力过程、粘结界面相对位移发展规律,提出了粘结界面剪应力、滑移与温度和湿度相关的表达式。建立了考虑温度、湿度影响的粘结-滑移本构关系模型,数值模拟结果与试验结果吻合较好。     

FRP-混凝土界面粘结滑移关系研究

FRP-混凝土界面粘结-滑移模型可从两个角度进行分析,即"粘结强度模型"和"粘结-滑移本构模型"。"粘结强度模型"是从整体角度描述FRP-混凝土粘结性能,而"粘结-滑移本构模型"是从局部的角度(即局部的粘结本构模型)来描述FRP-混凝土的粘结性能。介绍了国内外各种"粘结-滑移本构关系"模型,为FRP加固混凝土结构的分析和应用提供依据。     

型钢混凝土柱粘结滑移本构关系与粘结滑移恢复力模型

进行了弯矩、轴力、剪力共同作用下型钢混凝土柱的粘结滑移性能试验。以试验所得的粘结应力-滑移关系曲线为基础,定义了三个特征粘结应力点,并提出了特征粘结强度、特征滑移的统计回归计算公式,建立了型钢混凝土柱距柱底50mm处的基准粘结滑移本构模型。以基准粘结滑移本构模型为基础,引入反应不同位置粘结应力和滑移分布差异的位置函数,建立了型钢混凝土柱任意位置的粘结滑移本构关系。综合考虑反复荷载作用下型钢混凝土柱粘结强度、滑移刚度退化规律,建立了型钢混凝土柱粘结滑移恢复力模型,提出了恢复力模型中骨架曲线、加卸载刚度的确定方式,加卸载路径、强度衰减规律以及滞回环规则。研究结果为型钢混凝土柱考虑粘结滑移的有限元分析和地震反应全过程分析提供了必要条件。