CFRP加固钢板的粘结界面剥离破坏

摘要

Ⅱ型界面破坏是碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)加固钢板常见的破坏方式之一.为揭示CFRP加固钢板粘结界面破坏的力学机制,开展了单剪试验和双剪试验分别研究了CFRP-钢板界面力学性能及破坏过程,并采用数字图像相关技术(DIC)对CFRP的轴向应变分布进行监测.对比两个试验的破坏模式发现,双剪试件的粘结界面主要发生Ⅱ型破坏,界面破坏的主要力学原因是剪应力;而存在偏心加载的单剪试件,粘结界面上的剪应力和偏心加载引起的弯矩共同作用,使粘结界面发生Ⅰ/Ⅱ型混合模式失效.在Ⅱ型破坏模式下,不同粘结长度的极限荷载及粘结滑移值随着粘结长度的增大而增大,但当粘结长度超过有效粘结长度后,极限荷载及极限滑移值基本保持不变.而在所讨论的偏心加载引起的界面Ⅰ/Ⅱ型混合破坏模式下,不同粘结长度的极限荷载基本不变.基于试验数据得到的双线性粘结-滑移关系建立了有限元模型,对CFRP加固钢板的Ⅱ型界面粘结破坏行为进行分析,数值模拟结果与试验结果吻合较好.