表层嵌贴CFRP板条-混凝土界面粘结性能的研究

摘要

作为一个十分具有前景的加固技术,表层嵌贴FRP加固技术受到了工程界的广泛关注。由于该项技术比以往的外贴FRP加固技术降低了剥离破坏的可能,国内外学者对该技术进行了大量的研究。与外贴加固相似的是加固的关键在于FRP与混凝土的粘结,但是表层嵌贴加固技术中影响粘结性能的因素较多,并且相关规范条例很少。本文主要针对影响FRP与混凝土界面粘结性能的因素开展实验,并建立理论模型进行分析,充分挖掘FRP的优越性能。
　　 通过对33个表层嵌贴FRP的混凝土试件进行单剪试验,考查了混凝土强度等级、试件表面开槽尺寸、槽边距、粘结长度以及粘结剂种类等对粘结性能的影响,并对实验得到的应变数据进行分析。研究结果表明,随着混凝土强度的增加,试件承载力有一定的增长,并发现较高强度混凝土对FRP-胶层界面的剥离有一定的抑制作用;随着槽宽的增大,试件承载力增加不大,宽槽有效减少了剥离的长度;槽边距超过40mm后对粘结性能影响可以忽略;随着粘结长度的增长,FRP-混凝土界面的抵抗应力增大,剥离破坏后残余摩擦力也增大,发现在表层嵌贴系统中FRP板条的粘结长度存在一个发展长度;sika30胶比结构胶的性能优越。
　　 理论分析采用三线模型,把板条与混凝土界面的粘结机理分为3个阶段,即弹性阶段,软化剥离阶段,完全剥离阶段。理论分析得出板条与混凝土界面的粘结微分方程,通过数学推导求出各阶段下,板条粘结长度范围内的滑移分布函数、粘结剪应力分布函数、轴向应力分布函数,并由此得到承载力的计算公式。结果表明,理论值与实验值吻合较好。