超高韌性水泥基復(fù)合材料加固混凝土結(jié)構(gòu)的界面力學(xué)性能與耐久性能研究.pdf

1、工程水泥基復(fù)合材料（Engineered Cementitious Composites，簡稱ECC）具有超高韌性，微裂縫特性，自愈合特性，以及良好的抗疲勞性，抗?jié)B透性，抗凍融性，抗侵蝕性等，被廣泛的應(yīng)用于混凝土橋梁結(jié)構(gòu)的修復(fù)與加固。對于ECC修復(fù)的混凝土橋梁結(jié)構(gòu)，ECC與混凝土的界面是最重要也是最薄弱的部分，然而目前關(guān)于ECC與混凝土界面的研究還非常有限，因此本文進(jìn)行了ECC與混凝土界面的基本力學(xué)性能與抗鹽凍融耐久性研究，主要的研究結(jié)

2、論如下:
　　1)通過ECC強(qiáng)度等級、聚乙烯醇纖維類型（Polyvinyl Alcohol Fiber，簡稱PVA纖維）、界面粗糙度、ECC澆筑方式（噴射澆筑和普通澆筑）對ECC與混凝土界面軸向抗拉性能的影響研究，得到了各因素對ECC與混凝土界面軸向受拉破壞模式、軸向拉力-位移曲線、名義抗拉強(qiáng)度的相關(guān)影響規(guī)律。通過對軸向拉伸荷載作用下ECC與混凝土界面微觀粘結(jié)機(jī)理的分析，并基于粘結(jié)機(jī)理推導(dǎo)了ECC與混凝土界面軸向受拉微觀力學(xué)模型，

3、根據(jù)該模型并提出了一種界面粗糙度界限值的計(jì)算方法。
　　2)通過ECC強(qiáng)度等級、PVA纖維類型、界面粗糙度、ECC澆筑方式（噴射澆筑和普通澆筑）對ECC與混凝土界面抗剪性能的影響研究，得到了各因素對ECC與混凝土界面剪切破壞模式、剪切-滑移曲線、剪切強(qiáng)度的相關(guān)影響規(guī)律。通過對剪切荷載作用下ECC與混凝土界面粘結(jié)性能機(jī)理的分析，同時(shí)考慮到ECC強(qiáng)度、界面粗糙度對界面剪切強(qiáng)度有顯著的影響，基于粘結(jié)機(jī)理推導(dǎo)了以ECC強(qiáng)度、界面粗糙度為自

4、變量的ECC與混凝土界面剪切強(qiáng)度預(yù)測模型。
　　3)通過ECC與混凝土界面的鹽凍融循環(huán)試驗(yàn)研究，以及鹽凍融循環(huán)作用下ECC與混凝土界面剪切性能的試驗(yàn)研究，得到了ECC強(qiáng)度等級、界面粗糙度對鹽凍融循環(huán)壽命的影響規(guī)律;以及鹽凍融循環(huán)作用對界面剪切強(qiáng)度和剪切剛度的影響規(guī)律;通過對鹽凍融循環(huán)作用下ECC與混凝土界面損傷機(jī)理的分析，采用損傷力學(xué)的方法建立了基于凍融損傷機(jī)理的界面剪切強(qiáng)度損傷預(yù)測模型。
　　4)通過鹽凍融作用下ECC與混

5、凝土界面斷裂特性的試驗(yàn)研究，得到了鹽凍融作用對ECC與混凝土界面的荷載-裂縫張口位移曲線、極限劈裂荷載、極限裂縫張口位移等斷裂特性的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，無論是否經(jīng)歷鹽凍融循環(huán)，ECC與混凝土界面的斷裂特性均表現(xiàn)出明顯的非線性，因此可以采用雙參數(shù)斷裂判定準(zhǔn)則進(jìn)行描述界面的非線性斷裂特性。根據(jù)線彈性斷裂力學(xué)的相關(guān)理論，推導(dǎo)出了界面起裂斷裂韌度和失穩(wěn)斷裂韌度的解析計(jì)算公式，在鹽凍融循環(huán)作用下界面起裂斷裂韌度和失穩(wěn)斷裂韌度的變化情況也就反映