冻融循环作用下表层嵌贴CFRP-混凝土界面粘结性能的试验研究

摘要

近年来，碳纤维增强塑料（CFRP）加固混凝土结构得到了飞速的发展，相比表面粘贴CFRP加固方法而言，表层嵌贴（Near Surface Mounted，简称NSM）CFRP加固技术具有材料利用率高、耐久性能好等显著优势，在工程加固领域具有很好的应用前景。然而CFRP-混凝土的界面粘结失效机理至今没有得到很好的解释，特别是冻融循环作用下的粘结失效机理更是鲜有报道，很有必要对其开展相关研究。为此，本文进行了33个CFRP-混凝土试块的单剪试验，通过考察冻融循环次数、混凝土性能、CFRP板粘结长度、槽壁厚度以及埋深等试验参数，研究了冻融循环作用下表层嵌贴CFRP-混凝土极限荷载、破坏形态、粘滑曲线、粘结失效机理等。研究结果表明：
　　1．随着冻融循环次数的增加，C30混凝土强度逐渐降低，而C60混凝土强度却有所增加，但其增长率逐渐降低，表明冻融循环作用下C60混凝土存在二次养护效应。
　　2．随着冻融循环次数的增加，粘结试件的破坏模式逐渐由CFRP板条拉断破坏转变为树脂胶-混凝土界面和CFRP-树脂界面剥离破坏，且极限荷载均有所降低。表明冻融循环对粘结试件造成了明显不利影响的同时，也说明其对树脂-混凝土的界面损伤率大于CFRP-树脂胶。而提高混凝土强度可以显著改善树脂胶-混凝土的抗冻融性能。
　　3．经过冻融循环后，40mm槽边距试件薄壁混凝土发生剥落的程度明显增加，极限荷载也显著降低，表明冻融侵蚀环境下的最小槽边距应该大于40mm。此外，相比300mm粘结长度，冻融环境下粘结长度取250mm时CFRP板的强度利用率也较高，而粘结长度取450mm（4.5mm厚CFRP）时的界面粘结性能则出现明显降低。
　　4.室温环境下CFRP板条埋置深度变化对界面粘结性能没有较大影响，经历冻融侵蚀作用后，CFRP板三面粘贴时试件不会遭受较大侵蚀，而CFRP部分外露对试件界面粘结性能有较大影响。
　　5．分析了冻融循环对表层嵌贴CFRP-混凝土界面粘结滑移本构关系的影响，建立了考虑冻融侵蚀作用的粘结承载能力计算模型。

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第一章 绪论

1.1研究的背景与意义

1.2 CFRP加固技术

1.3冻融循环作用下CFRP-混凝土界面粘结性能研究现状

1.4表层嵌贴CFRP-混凝土粘结机理研究现状

1.5本文的研究内容及目标

第二章 冻融循环作用下NSM CFRP-混凝土界面粘结性能试验研究

2.1前言

2.2试验方案

2.3 试验现象

第三章 试验结果与分析

3.1前言

3.2试验结果与分析

3.3 本章小结

第四章 试验理论分析

4.1 前言

4.2 CFRP-混凝土粘滑模型

4.3理论推导

4.4考虑冻融侵蚀作用的计算模型

4.4计算实例

4.5本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

致谢

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