粘结长度及胶层厚度影响下的CFRP-混凝土结构界面粘结疲劳性能研究

摘要

FRP复合材料以及其在土木工程加固中的应用已经成为了土木工程领域中最前沿的课题之一。由于FRP复合材料具有较高的强重比和刚重比、良好的耐久性、施工便捷等特点，从而使之成为了国内外的研究人员和工程师们进行研究和分析的热点问题。现在研究者对外贴FRP加固不同类型混凝土结构的粘结界面静力性能展开了深入的研究，但是针对粘结界面的疲劳性能尚未进行深入而有效的研究，尤其是在基于不同敏感性参数条件下的粘结界面的疲劳退化规律和典型的失效破坏模式方面存在较大的分歧。本文建立在CFRP外贴加固素混凝土单面剪切构件的基础上，采用了简单的素混凝土双面剪切构件作为试验中外贴加固载体，同时选取了粘结长度和胶层厚度作为研究变量，进行了2个单调静载试验和5个疲劳试验的研究，主要的研究工作如下:
　　 (1)通过分析沿板长方向上不同位置CFRP-混凝土粘结界面应变和自由端粘结界面滑移量在疲劳循环过程中的变化情况，讨论了基于不同的粘结长度和胶层厚度条件下的粘结界面疲劳退化规律;
　　 (2)通过分析不同疲劳后静载试验以及单调准静载试验中沿板长方向上CFRP-混凝土粘结界面应变和自由端粘结界面滑移量在单调静力加载过程中的变化情况，讨论了基于不同的粘结长度和胶层厚度条件下的粘结界面疲劳后静载性能以及典型的粘结界面失效破坏模式;
　　 (3)分别采用了简化的粘结界面损伤力学模型、Cheng-Teng关于粘结强度的力学模型和ANSYS有限元模型，分析了基于不同粘结长度以及胶层厚度条件下的粘结界面静力性能和疲劳损伤性能。