不同斷裂模式下FRP-混凝土界面的粘結(jié)性能的研究.pdf

1、近幾十年來，由于纖維復(fù)合材料（Fibre Reinforced Ploymer，F(xiàn)RP）質(zhì)強比較小、施工方便以及造價低廉，該材料在土木工程加固行業(yè)的應(yīng)用日益廣泛。而正是由于FRP片材在土木工程中應(yīng)用的日益增多和FRP-混凝土界面過早的發(fā)生脆性剝離破壞，F(xiàn)RP-混凝土界面各種剝離模式亟需廣大科研工作者進(jìn)一步的研究和探討。但是，由于FRP-混凝土界面的極限剝離承載力與荷載加載角有著復(fù)雜的關(guān)系，該領(lǐng)域的研究工作到目前為止尚難有長足的進(jìn)步。鑒于

2、此，本文將采用理論研究、試驗研究和數(shù)值模擬等手段，來系統(tǒng)的研究和探討FRP-混凝土界面在不同斷裂模式下的剝離機理，其主要研究內(nèi)容和成果列舉如下：
　　 ◆基于三點彎的試驗?zāi)Ｐ停鶕?jù)外力對雙材料界面試件所做的功等于界面斷裂能和界面面積的乘積這一假設(shè)，推導(dǎo)了FRP-混凝土雙材料界面Ⅰ型剝離斷裂能的表達(dá)式；除此之外，通過加載三點彎試件的試驗方法，來考察FRP-混凝土界面Ⅰ型剝離的粘結(jié)性能，并與前人所做過的FRP-混凝土雙材料界面的三點

3、彎曲梁和混凝土材料的三點彎曲梁的相關(guān)試驗數(shù)據(jù)，進(jìn)行了相應(yīng)的對比。
　　 ◆ FRP-混凝土界面的Ⅱ型剝離極限承載力，應(yīng)該由粘結(jié)區(qū)域的粘結(jié)力和已剝離區(qū)域的摩擦力兩部分組成。關(guān)于粘結(jié)區(qū)域粘結(jié)力的研究，擬分別從線性斷裂力學(xué)和非線性斷裂力學(xué)的角度，來研究FRP-混凝土界面的粘結(jié)性能，并采用非線性斷裂力學(xué)方法所得的表達(dá)式求得界面的斷裂能GⅡ，b。除此之外，通過具有不同粘結(jié)長度的不同構(gòu)件的對比計算，可得出如下結(jié)論：雙材料界面在已剝離區(qū)域的界

4、面摩擦應(yīng)力基本相同。
　　 ◆關(guān)于FRP-混凝土界面Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型極限剝離承載力的研究，主要是基于線彈性的基本假設(shè)，采用材料力學(xué)中關(guān)于軸拉和彎曲公式，分別求得界面Ⅰ型和Ⅱ型剝離承載力以及斷裂能，并用疊加原理將其力學(xué)響應(yīng)疊加，即可得到雙材料界面的Ⅰ-Ⅱ復(fù)合型的力學(xué)響相應(yīng)。除此之外，采用在FRP-混凝土雙材料界面試件的Ⅱ型加載試驗裝置基礎(chǔ)上，添加一水平頂桿使得雙材料界面構(gòu)件的FRP自由端加載時可產(chǎn)生偏離（即在其極限荷載中產(chǎn)生Ⅰ型荷載的