多层纤维编织网增强混凝土梁的挠度计算

基于混凝土结构的抗弯设计理论,忽略非受力纤维的影响,采用由纤维编织网增强混凝土(TRC) 薄板单轴拉伸试验确定的纤维束的拉伸应力应变关系,对环氧树脂浸渍过的纤维编织网增强细粒混凝土的抗弯计算理论进行了研究.结果表明:细粒混凝土抗压应力应变上升段采用GB 50010-2002<混凝土结构设计规范>建议的模型即可获得理想的计算结果;不同的布设层数对构件开裂前的刚度影响不明显,开裂后刚度随着布设层数的增多而变大;适当改变细粒混凝土的抗压强度和极限荷载压应变对计算结果影响不大.无论布设几层网,开裂前,计算值和试验值几乎一致.开裂后,对于二层网和三层网增强的小梁,其计算值和试验值的变化趋势基本一致,说明该计算模型可用于环氧树脂浸渍过的纤维编织网增强细粒混凝土构件的设计计算.     

纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能

通过薄板试件的拉拔试验和四点弯曲试验研究了纤维编织网在细粒混凝土中的黏结和搭接性能.结果表明:纤维编织网的表面处理和经向纤维束对纤维编织网和细粒混凝土的界面黏结性能有着较为明显的影响;无论纤维编织网是粘砂还是不粘砂,随着碳纤维束初始埋长的增加,平均界面黏结强度有降低的趋势;当碳纤维束初始埋长大于35mm时,可保证碳纤维束与细粒混凝土有足够的黏结而不被拔出.对于粘细砂处理的绑扎搭接试件,碳纤维搭接长度不小于60mm可满足纤维束间应力传递的要求;在同样的搭接长度下,绑扎搭接纤维束的增强效果要优于黏结搭接.     

纤维编织网增强混凝土的研究进展及应用

纤维编织网增强混凝土(TRC)是一种新型的纤维增强水泥基复合材料,它是纤维编织网与精细混凝土的结合。系统介绍纤维编织网与精细混凝土的界面性能、TRC基本力学性能和耐久性能、TRC用于结构加固修复的特点和TRC加固板、梁、柱等构件的力学性能、纤维编织网联合钢筋增强混凝土的抗弯性能及TRC在工程实际中的应用。最后,结合国内外的研究现状提出该研究领域中有待进一步研究的问题。     

用于纤维编织网增强混凝土的自密实混凝土

配置了一种适用于纤维编织网增强混凝土结构的自密实混凝土,对其进行了自密实能力和力学性能的试验.结果表明:这种自密实混凝土具有良好的工作性能和力学性能,完全可以用来作为纤维编织网增强混凝土的基体.     

预应力碳纤维编织网与混凝土界面粘结性能研究

为研究纤维编织网与混凝土基体界面粘结性能,配制了与纤维编织网性能相适应的高性能混凝土,并采用德国斯图加特大学提出的拉拔试验方法,对纤维编织网增强混凝土薄板中纤维束与混凝土进行粘结性能试验,试验表明,对纤维编织网浸胶和对纤维束施加预应力后,能明显改善混凝土与纤维编织网之间的界面粘结性能,同时根据试验结果,提出了简化的粘结滑移三线段本构模型。     

基于BP神经网络模型的纤维编织网增强自应力混凝土膨胀量预测方法

为预测纤维编织网增强自应力混凝土的膨胀量,基于BP神经网络建立模型,模拟其膨胀量与纤维编织网Tex含量、养护龄期之间的关系。通过48块纤维编织网增强自应力混凝土试件验证模型的准确性及适用性,BP神经网络预测结果与试验数据之间的误差小于1.78%,两者吻合较好,为定量描述纤维编织网增强自应力混凝土膨胀量提供一种新的方法。     

碳纤维编织网增强超高韧性水泥基复合材料弯曲性能的试验研究

短纤维增强超高韧性水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites,通常称为ECC材料)可以将传统水泥基材料在抗拉荷载下单一裂纹的宏观开裂模式转化为多条细密裂缝的微观开裂模式,其极限拉伸应变可达2%甚至达6%,具有典型的应变硬化特性、显著的韧性特征和优良的耐久性能。纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete,简称TRC)同样是一种新型的纤维增强水泥基复合材料,在这种复合材料结构中,直接将纤维粗纱沿混凝土结构中的应力主向连续布置,纤维对基体的增强效果得到了显著提高。采用纤维编织网与PVA短纤维相结合研究开发新型混凝土结构防裂新技术,结合PVA短纤维增强ECC和纤维编织网两种材料的优点,可以获得更为优良的抗裂和控制裂缝的能力,从而极大程度地提高混凝土结构的耐久性和使用寿命。通过四点弯曲试验,研究纤维编织网表面处理方法、水胶比、PVA纤维掺量对此种复合材料裂缝控制能力和承载能力的影响,并与TRC的弯曲性能作了比较。     

玻璃纤维编织网增强混凝土耐久性试验研究

从材料的组成出发,以水泥基体、温度和表面涂层为影响因素,研究了玻璃纤维编织网增强混凝土构件在不同环境下的耐久性能,并应用扫描电子显微镜观察老化后的玻璃纤维表面,从微观角度说明纤维编织网增强混凝土构件的耐久性机理。     

纤维编织网增强混凝土薄板力学性能的研究

为探讨纤维编织网对混凝土裂缝扩展行为的限制机理,进行了纤维粗纱从混凝土中拔出的粘结试验和纤维编织网增强混凝土(TRC)单向板的四点弯曲试验。结果表明:对纤维编织网环氧树脂浸渍并在表面粘砂,施加和提升预应力都能改善纤维和混凝土的粘结,使TRC的裂缝更加细密均匀;提高配网率同样能使裂缝细密均匀。预应力还可提高TRC板的开裂荷载和极限荷载。基于平截面假定,本文对TRC板的开裂荷载和弯曲极限承载力进行了计算分析,结果与试验比较吻合。     

碳纤维编织网增强混凝土梁正截面承载力计算

碳纤维具有高抗拉强度、耐腐蚀、抗磁化的优点,纤维束可以沿混凝土中的主拉应力方向布置,因此碳纤维编织网增强混凝土得到了越来越多的应用。当受压边缘混凝土应变大于混凝土峰值压应变时,对混凝土压应力采用等效矩形计算方法;反之,则将其近似为三角形分布,然后利用平截面假定推导得到了纤维拉断控制破坏、混凝土压碎控制破坏及平衡破坏三种破坏模式下的碳纤维编织网增强混凝土梁正截面承载力计算公式。最后,结合试验数据,验证了计算公式的精确性。     

纤维编织网增强混凝土加固钢筋混凝土梁受弯性能研究

从改善纤维编织网增强混凝土(TRC)加固层中纤维束和精细混凝土的界面粘结及新老混凝土的界面特性入手,研究TRC增强钢筋混凝土(RC)梁的弯曲性能。试验结果表明:纤维编织网的表面黏砂处理能更好地发挥其有效约束能力,从而充分发挥TRC增强层的限裂和增强作用;新老混凝土的界面植入U型抗剪销钉可以提高增强后RC梁的整体受力性能,而涂抹界面剂对其几乎没有影响。此外,精细混凝土中掺加聚丙烯纤维有助于提高构件的起裂荷载;在RC梁配筋率一定的情况下,提高TRC层中的配网率可以有效地延缓结构主裂缝的发展,减小裂缝的宽度和间距,明显地提高梁的屈服荷载和极限承载力。最后,基于RC结构的抗弯设计理论,模拟TRC增强RC梁的荷载与跨中位移曲线,计算值与试验结果吻合得较好,证明了计算方法的可行性。     

纤维编织网增强混凝土薄板耐高温力学性能的试验与有限元分析

文中对纤维编织网增强混凝土(TRC)薄板的耐高温力学性能进行了试验与ABAQUS软件的有限元分析。在试验研究的基础上,首先通过温度场的模拟,确定了纤维强度的衰减参数;其次,通过对混凝土基体及纤维本构模型的调整,结合纤维与基体的嵌固模型,进行了四点弯曲受力状态下有限元分析。结果表明,高温后混凝土本构的调整以及纤维衰减参数0.25的取值,能够对TRC薄板高温后荷载的响应进行宏观模拟,荷载位移关系吻合一致;从纤维编织网各受力阶段的应变分析,上层纤维编织网对承载力的贡献很小,只可作为构造要求考虑。     

碳纤维编织网和高性能细粒混凝土的粘结性能

分析了纤维编织网和混凝土之间应力传递的机理,通过拉拔试验探讨了纤维束埋长、表面处理情况、混凝土强度和工作性能以及预应力水平对纤维编织网和混凝土粘结性能的影响.试验结果表明:随纤维埋长增大,纤维束的最大拉拔力不断增大,由脱粘破坏向拉断破坏转变;提高混凝土强度、改善其工作性能、用环氧树脂浸渍纤维编织网以及对其施加预应力均能提高纤维束的粘结强度.     

四元掺合料复合碳纤维网的TRC耐久性能研究

对比研究了二元和四元矿物掺合料混凝土的自收缩、电通量、抗硫酸盐侵蚀性能,并利用四元复掺配合比与碳纤维网复合制备了纤维编织网增强混凝土（Textile Reinforced Concrete,以下简称TRC）,进行了TRC平板试件的耐久性能研究。结果表明：对比二元复掺混凝土,粉煤灰-矿粉-偏高岭土-石灰石粉四元复合掺合料可以有效减少混凝土试件的早期自收缩,有效提高混凝土的抗氯离子渗透性和抗硫酸根离子侵蚀性,优化混凝土的孔结构,密实界面过渡区;四元复合掺合料与碳纤维编织网复合制备的TRC板具有良好的耐久性能。     

配网率对纤维编织网增强混凝土抗拉性能的影响

纤维编织网增强混凝土(Textile Reinforced Concrete)由于其优越的力学性能,在结构加固领域具有良好的应用前景。进行了不同编织网层数的3组9个试件的直接拉伸试验,对不同玄武岩纤维配网率对TRC薄板的抗拉强度、裂缝开展、破坏模式、变形等的影响进行了研究。结果表明:(1)改进的测试方法可比较便捷地获取TRC薄板的拉伸性能各项指标;(2)TRC薄板在拉伸荷载下具有多缝开裂行为及应变硬化特点;(3)计算TRC薄板承载力时,应考虑纤维的利用率,建议取值50%。     

纤维织网混凝土新型建筑材料研究进展

为克服钢筋混凝土抗裂性、韧性及抗冲击性能差等缺点,性能优越的纤维混凝土应运而生。但纤维混凝土中乱向分布的短纤维不能充分发挥材料的作用,为克服纤维混凝土的缺点,采用纤维编织网代替乱向分布的短纤维,与混凝土复合成纤维织网混凝土。纤维织网混凝土综合了纤维混凝土和钢筋混凝土的优点,适合于超薄构件,可用于非承重结构及承重薄板结构中,是混凝土领域的又一重要发展方向。现从纤维织网混凝土基体材料性能、力学性能、粘结性能及工程应用等方面对国内外研究进展进行综述,并对纤维织网混凝土未来的研究方向给出建议。     

纤维束埋置长度对纤维编织网与混凝土的黏结性能的影响

纤维编织网与混凝土能否协调工作取决于两者之间的黏结强度。通过拉拔试验,分析了纤维束埋置长度对纤维网与混凝土黏结性能的影响,分析了纤维编织网与混凝土之间应力传递的机理。试验结果表明:随纤维束埋长增长,纤维束的极限拉拔力不断增加,平均黏结强度降低。最后提出了最佳埋置长度的取值和基本锚固长度的计算公式。     

玻璃纤维编织网增强混凝土免拆模板抗弯性能试验研究

通过对玻璃纤维编织网增强混凝土免拆模板叠合构件进行抗弯性能试验研究,探讨不同接触面处理方式、不同后浇混凝土强度、不同纤维网层数对叠合梁整体抗弯强度的影响。结果表明:纤维编织网增强混凝土(TRC)模板板面不需要特殊处理就能够与后浇混凝土良好黏结协同工作;对于同一种TRC模板,普通混凝土强度愈低,模板对其抗弯强度提升就会愈加明显;纤维网具有"类钢筋"约束作用,纤维网的加入有利于构件抗弯强度的提高,但纤维网的数目并非越多越好,而是存在最优纤维网数目。     

界面形式对纤维编织网增强混凝土与混凝土界面的影响

采用双面剪切的试验方式研究不同界面形式对纤维编织网增强混凝土(TRC)与既有混凝土界面性能的影响。试验结果表明:对于单层纤维编织网、预制形式的TRC加固层,随着TRC加固层与既有混凝土黏结长度的增加,界面的最大剪切荷载有所提高,但是极限抗剪强度有下降的趋势,且其有效加固长度应在200~300 mm;当既有混凝土强度处于C20~C40时,既有混凝土的强度等级对TRC与既有混凝土界面性能的影响不大;与预制加固形式相比,现浇TRC加固形式对TRC与既有混凝土界面性能有很大改善。     

盾构管片横向大变形TRC控制方法及作用机制研究

 为有效控制盾构管片的横向变形,分析盾构隧道的加固特点和常用内表面加固方法存在的不足,提出纤维编织网增强混凝土(textile-reinforced concrete,TRC)控制方法。建立TRC加固层及界面模拟方法,并利用试验结果验证该方法的合理性,进一步采用数值手段研究隧道横向变形和顶拱接头张开量在不同地层刚度系数、加固时机、纤维编织网用量和加固层布置范围下的响应规律。在此基础上,结合管片的变形和内力规律,揭示TRC控制管片横向变形的作用机制。研究表明：TRC能有效控制隧道横向变形和顶拱接头张开量,地层刚度系数越小,控制效果越优异;加固前隧道已有变形会造成纤维编织网产生损失应变,已有变形越小,损失应变越小,控制效果越好;纤维编织网用量提高,控制效果增强,但纤维编织网利用率降低,因此增强趋势减弱;TRC加固层合理布置范围建议在顶拱反弯点间的受拉部位,在该范围内,加固层越长,控制效果越好。研究结果丰富了管片内表面加固方法,深化了内表面加固机制的认识,可为工程实践提供理论指导和技术支持。