冻融循环下CFRP—高性能混凝土的粘结性能

通过双面剪切试验,研究了冻融环境下CFRP-高性能混凝土界面粘结性能的发展规律。对比分析了未经冻融和经历25、50、100、150、200及300次冻融循环作用试件的破坏特征、剪应变分布、荷载滑移曲线、粘结承载力以及粘结破坏机理。结果表明,所有试件的界面破坏均发生在混凝土表层内,但随着冻融循环次数的增加,破坏界面有向胶层发展的趋势;经受冻融循环次数较少时(25、50次),界面的粘结强度、刚度及开裂荷载的变化不明显,甚至略微提高;但随着冻融循环次数的进一步增加,界面粘结性能有明显的变化,界面粘结强度、端部滑移量减小,刚度退化,初始开裂荷载水平降低,非线性特征增强。粘结极限承载力与混凝土立方体抗压强度均随冻融循环次数的增长存在先提高后下降的趋势,混凝土强度变化是界面粘结性能变化的最重要因素。     

冻融循环下CFRP锚杆粘结性能试验

通过冻融循环、拉伸试验研究了冻融作用对碳纤维CFRP锚杆强度、弹性模量、延伸率等基本力学性能及粘结性能的影响,并利用粘结应力—滑移线性回归方法预测冻融循环后CFRP锚杆不同筋材直径、不同锚固长度下滑移值.试验及分析结果证明:CFRP锚杆在冻融循环作用下强度变化、弹性模量、延伸率等变化不大;粘结剂环氧砂浆抗压强度提高13.68％,弹性模量降低约13.8％;冻融循环作用后CFRP锚杆粘结滑移增大,粘结性能降低.     

CFRP-混凝土界面粘结性能试验研究

通过自设的试验方法,研究了粘结碳纤维增强塑料(CFRP)布的C20,C30,C40混凝土试件在不同的CFRP粘结长度、粘结宽度、粘贴层数下的界面粘结性能.结果表明,存在一个有效的CFRP粘结长度,并得出了该有效粘结长度范围内的粘结强度值,这与有关结果一致,说明自设的试验方法确实具有一定的可行性.     

嵌入式CFRP板条-混凝土界面粘结性能的试验研究

嵌入式(NSM)加固法是FRP材料加固混凝土结构的一种新的应用形式。通过CFRP板条嵌入混凝土试块的界面单剪试验,研究粘结长度对界面粘结性能的影响。根据实测应变分布,得到沿粘结长度界面粘结应力分布,并通过计算分析,对局部粘结滑移关系进行了初步探讨。     

冻融循环作用后变形钢筋与混凝土粘结性能退化研究

冻融循环作用后,混凝土内部发生损伤,混凝土的质量损失增加,超声波速、抗压强度和劈裂抗拉强度下降;而随着冻融循环作用次数的增加,钢筋与混凝土的粘结强度下降,钢筋自由端的峰值滑移量则增大;通过对3种直径螺纹钢筋与混凝土冻融后的粘结性能的试验研究得出:冻融循环作用后钢筋与混凝土粘结性能下降,特别是极限粘结强度随着冻融循环作用次数增加而下降,根本原因是由于冻融作用损伤混凝土造成混凝土的强度下降所致。     

CFRP加固受损再生混凝土板的抗弯性能试验研究

为了探究CFRP加固受损再生混凝土板的抗弯性能,制作了4块再生混凝土板(再生粗骨料取代率为50%),考虑预损伤等级及加载循环次数对试件加固性能的影响。通过试验与数值模拟研究,分析了试件的破坏模式、荷载-位移曲线及承载能力,并对规范中的承载力计算公式进行了修正。结果表明：CFRP加固再生混凝土板的破坏模式为CFRP脱落;当预损伤等级<0.4P_m(极限承载力)时,加固后的试件承载力变化不大;当预损伤等级≥0.4P_m时,加固后的试件承载力随预损伤等级的提升而降低;当预损伤等级<0.9P_m时,加载循环次数对试件的承载力影响很小;当预损伤等级≥0.9P_m时,试件承载力随加载循环次数的增大而显著降低;试件承载力随着CFRP加固层数的增加而增大;修正后的承载力计算公式具有较高的计算精度。     

外贴CFRP加固混凝土结构的抗弯设计方法

在试验研究的基础上 ,提出了用碳纤维增强聚合物 (CFRP)加固RC梁的受弯极限承载力的计算方法 ,并给出若干设计建议 ,可供工程设计参考。     

预应力混凝土梁CFRP加固后试验研究

通过结构测试获得了1根未加固预应力混凝土梁以及3根粘贴不同层数CFRP加固预应力混凝土梁在低周反复载荷作用下的受力和破坏情况。试验结果表明CFRP加固预应力混凝土梁的效果是明显的,同时对已经开裂的预应力混凝土梁也具有一定的加固效果;但加固效果与CFRP层数并非成正比。     

外贴纤维加固梁CFRP与混凝土粘结性能的试验研究

FRP与混凝土之间的粘结性能是控制外贴FRP加固混凝土结构成败的关键,在外贴CFRP加固钢筋混凝土梁试验中,在纯弯段内沿CFRP受力方向连续粘贴了应变片,进行了CFRP与混凝土的粘结性能的试验研究,并在试验数据的基础上分析了CFRP应变以及粘结剪应力的发展和沿粘结长度的分布规律。研究结果表明初始裂缝的存在对粘结性能的影响主要表现在加载初期和裂缝附近的局部范围。     

碳纤维布(CFRP)与钢结构粘结性能的试验研究

采用弯拉试验方法对碳纤维布与钢构件粘结性能进行了试验。研究了碳纤维布粘贴厚度、宽度与长度对粘结强度的影响。试验结果表明：随着粘贴厚度的增加,极限承载力逐渐增加,但不是简单的线性关系;随着粘贴宽度与钢试件的宽度比值增加,极限承载力逐渐降低;纤维布与钢结构的有效粘结长度大约在120—150mm之间。     

冻融环境下约束混凝土应力-应变全曲线试验研究

为研究冻融环境下箍筋约束混凝土应力-应变关系,按照GBJ82-85规定的快速冻融试验方法,对2批共54个尺寸为150 mm×150 mm×450 mm、配箍特征值分别为0.317和0.145的混凝土棱柱体试件进行冻融循环;对其中46个试件进行轴心抗压破坏试验,得到试验应力-应变全过程曲线.试验发现:随着冻融次数的增加,约束混凝土的受压应力-应变全曲线渐趋扁平,峰值应力呈线性降低,峰值应变增加.冻融循环次数相同时,混凝土强度高的试件,其峰值应力降低的程度和峰值应变增大的程度小于混凝土强度低的试件.另外,在混凝土强度较低的情况下,冻融将导致钢筋与混凝土之间的黏结界面发生损伤,使得箍筋约束效应减弱.通过回归试验结果,提出试验受冻融循环作用箍筋约束混凝土的应力-应变全曲线方程及确定其参数的公式,该公式可用于寒冷地区受冻融作用的钢筋混凝土结构构件的非线性分析.     

冻融循环后路基粉质黏土动力特性研究

冻融循环作用对路基土的动力特性有着较大的影响。本文以张家口地区路基粉质黏土为例,通过进行冻融循环作用下的室内动三轴试验,得到了路基土动强度、动内摩擦角、动粘聚力等参数随冻融循环次数的变化规律,探究了冻融循环作用对路基土动力特性的影响。试验结果表明,在冻融循环条件下,土体的动强度、动粘聚力呈现明显下降趋势,经历7次冻融循环后,其值趋于稳定;动内摩擦角在某一范围内波动,虽具有一定的下降趋势,但规律性并不明显。     

冻融循环作用下圆钢管混凝土短柱性能研究

为研究冻融循环作用对钢管混凝土结构力学性能的影响,对冻融作用下圆钢管混凝土短柱的力学性能进行了研究。通过对圆钢管混凝土短柱进行冻融试验及压力测试,得到了不同冻融循环次数下圆钢管混凝土短柱的极限承载力、荷载-位移曲线以及荷载-应变曲线。试验结果表明:冻融循环作用对圆钢管混凝土短柱力学性能如极限承载力、延性系数以及约束系数有较大的影响,具体表现为冻融循环作用降低了圆钢管混凝土短柱的极限承载力、延性系数以及约束系数,且随着冻融循环次数的增加,圆钢管混凝土短柱的极限承载力、延性系数以及约束系数均先降低后增加,因此,在实际工程中,应尽量减少冻融循环对钢管混凝土结构所带来的影响。     

大理岩循环冻融试验研究

岩石作为天然的建筑材料,通常承受着自然界的风化作用,因此,研究风化对岩石物理力学特性的影响是十分必要的。温度和水分的变化是引起岩石风化的主要原因之一,尤其是循环冻融更易使岩石风化。将采自焦作的大理岩分成饱水、干燥和对比3组岩样,通过对饱水组和干燥组岩样进行60次循环冻融(每个循环24h,即冻18h,融6h)试验研究,以模拟大理岩的风化过程。在冻融前、每10次循环冻融后,量测岩样的质量、体积,利用超声检测分析仪对各岩样进行超声纵、横波探测;利用RMT–150B岩石力学试验系统对上述3组大理岩岩样进行单轴压缩试验,同时采用LOCAN320声发射仪对岩样的变形破坏过程进行监测。通过试验研究,得到冻融前后焦作大理岩的质量、体积变化及超声波速、大理岩的单轴应力–应变全过程曲线、抗压强度、抗冻系数、风化程度系数、动弹性模量以及声发射参数,从而归纳出循环冻融下大理岩的主要物理力学特性。     

盐冻循环下钢筋与混凝土的粘结机理与退化模型

通过对盐冻循环后钢筋与混凝土梁式试件的粘结试验,研究了盐冻循环对钢筋与混凝土粘结性能的影响。在试验研究的基础上,探讨了混凝土经受盐冻循环后钢筋与混凝土粘结退化机理,给出了盐冻循环后粘结强度的退化规律以及粘结-滑移本构模型。     

重复荷载作用下岩锚体系力学特性和黏结性能试验研究

 为研究岩锚体系在重复荷载作用下的性能,设计2组室内试验,试验采用钢筋锚固混凝土基体模拟岩锚体系。通过对体系施加重复荷载,得到在重复荷载作用下锚的拉拔力与位移的全过程;利用预埋在体系内部的应变片,实测锚束体–灌浆体界面的黏结应力分布及其变化规律,提出在重复荷载作用下的钢筋–混凝土界面的黏结应力分布特点。试验结果表明：2组试件在重复荷载作用下的破坏形式均为锚束体从灌浆体中拔出。为描述体系的破坏过程,基于试验结果及已有的研究成果,提出破坏过程中荷载位移变化的4个阶段。在此基础上,探讨破坏过程中界面上黏结力的变化特性,并根据不同阶段的临界位移,提出重复荷载作用下岩锚体系的设计建议。     

高强混凝土在冻融循环与硫酸铵侵蚀双因素作用下的交互分析

进行了高强混凝土在冻融循环与硫酸铵侵蚀的相关试验 ,得出高强混凝土在双因素作用下的一般破坏规律 ;通过方差分析手段定义了交互因子 ,定量地分析了双因素作用下各因素包括交互项的影响程度 ,从而对双因素作用下高强混凝土的劣化规律作了深层次的阐述。     

冻融循环作用下花岗斑岩动载强度研究

 对冻融前后的花岗斑岩进行相关静态、动态力学试验,获得岩样不同冻融次数下的弹性模量、泊松比、单轴抗压强度、抗拉强度及冲击动载应力～应变曲线。在Holmquist-Johnson-Cook(HJC)本构模型参数分析的基础上,对经历不同冻融次数的花岗斑岩进行SHPB试验模拟。结合室内试验数据与数值模拟计算结果,分析花岗斑岩动载强度与应变率及冻融次数的关系。研究结果表明：岩样冻融前后动态应力～应变曲线形态有所区别,SHPB试验的反射波和透射波形态发生明显变化,相同入射波情况下试样产生不同的应变率;SHPB试验数值模拟结果与实测值吻合较好,得到的不同冻融次数下花岗斑岩HJC模型参数是可靠的,数值模拟与室内试验相结合是研究分析的有效方法,二者优势互补;花岗斑岩动态强度受冻融次数与应变率共同影响,其影响效应相反,相互耦合。岩石冻融循环作用下的动载强度研究是一项重要课题,是冻融损伤条件下岩石动态本构关系研究的基础,对解决寒区露天边坡稳定性问题具有重要意义。     

CFRP-混凝土界面粘结行为解析分析

碳纤维布(CFRP布)与混凝土构件的粘结能力是工程和试验中最关键的因素。结合有关试验从理论角度分析CFRP-混凝土界面的粘结滑移模型,推导有效粘结长度及粘结剪应力的计算公式,并将其计算结果与试验结果及其他文献进行对比,有效粘结长度公式计算值与其吻合较好。此外对粘结剪应力公式的进一步修正进行讨论。     

紫外线对CFRP与混凝土粘结性能的影响

随着FRP加固结构的广泛应用,其耐久性问题也日益突出并受到关注。FRP与混凝土粘结的耐久性能与FRP材料的耐久性同等重要。光老化(尤其是紫外线)是影响FRP与混凝土粘结耐久性的环境因素的一种。对两种粘结形式的FRP与混凝土粘结性能进行了紫外线老化试验研究和分析,考察CFRP-混凝土拉伸剪切强度和正拉粘结强度随老化时间的变化特性,对比有无防护对CFRP-混凝土正拉粘结强度的影响。结果表明,紫外线对CFRP与混凝土的拉伸剪切强度影响较大,防护能有效缓减CFRP与混凝土的正拉粘结性能在紫外线作用下的劣化。