外貼CFRP-混凝土界面粘結(jié)性能有限元分析
發(fā)布時(shí)間:2021-10-24 14:57
近年來,CFRP加固混凝土技術(shù)以其良好的加固效果得到結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。CFRP-混凝土界面的粘結(jié)性能直接決定加固的效果,且CFRP-混凝土界面的粘結(jié)性能受到材料本身、環(huán)境作用等因素的影響。此外,CFRP加固混凝土存在界面過早剝離的問題,嚴(yán)重影響加固效果。因此,全面地研究各種情況下CFRP-混凝土界面的粘結(jié)性能具有重要意義。本文在現(xiàn)有試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,對(duì)CFRP-混凝土界面的粘結(jié)性能進(jìn)行了有限元分析和研究,主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:(1)CFRP-混凝土界面粘結(jié)性能有限元分析。以本課題組試驗(yàn)采用的雙面剪切試件為研究對(duì)象,基于內(nèi)聚力模型對(duì)CFRP-混凝土界面剝離破壞過程進(jìn)行了較為準(zhǔn)確的模擬分析。通過對(duì)有限元模擬得到的端部荷載-滑移曲線進(jìn)行分析,可將界面剝離破壞過程分為彈性階段、失穩(wěn)階段和剝離階段。通過對(duì)各發(fā)展階段的CFRP拉應(yīng)力、界面剪應(yīng)力及混凝土應(yīng)力分布進(jìn)行分析,將界面損傷演化過程詳細(xì)地分為彈性階段、軟化-彈性階段、剝離-軟化-彈性階段和剝離-軟化階段。并從理論角度分別對(duì)以上四個(gè)階段的CFRP應(yīng)力、界面剪應(yīng)力演化規(guī)律進(jìn)行了理論分析推導(dǎo),其解析解可以較好地反應(yīng)CFRP-混凝土界面的剝離...
【文章來源】:青島理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
CFRP-混凝土界面破壞形式
?鐐ü?翰憬?姓辰幔?誚緱娌閿扇?至ρ?閱?差異較大的材料組成,且部分力學(xué)參數(shù)是連續(xù)的,部分參數(shù)是間斷的。通常結(jié)合材料的破壞一般發(fā)生在界面層中的較薄弱層。因此,準(zhǔn)確分析界面層及其附近的應(yīng)力分布對(duì)研究CFRP-混凝土界面力學(xué)行為具有重要意義。針對(duì)復(fù)雜的界面問題,一般的處理方法是將復(fù)雜界面問題簡(jiǎn)化為界面力學(xué)模型,通過對(duì)能反映界面受力和變形的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析,獲得界面性能的宏觀評(píng)價(jià)參數(shù)和強(qiáng)度特性指標(biāo)。力學(xué)模型建立可以分為以下兩種情況,一種是當(dāng)界面層較薄且基本為平面時(shí),可將界面直接簡(jiǎn)化為平面,如圖2-1(a)所示;另一種是當(dāng)界面層有一定的厚度且有穩(wěn)定的中間層時(shí),可將中間層和上下兩種材料間界面簡(jiǎn)化為平面,如圖2-1(b)所示。(a)界面層較薄且基本為平面(b)界面層較厚且具有穩(wěn)定中間層圖2-1界面力學(xué)模型在工程和試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),材料間不一定有明確的界面,且破壞層的出現(xiàn)也有多種可能,具體破壞形態(tài)與材料屬性以及加載方式等因素有著明顯關(guān)聯(lián)。此時(shí),可以把界面層理解為被結(jié)合母材之間的約束層,因此單獨(dú)考慮這種約束關(guān)系,也可以將界面模型簡(jiǎn)化為彈簧模型。彈簧模型即采用線性或非線性的法向和切向彈簧來表征被結(jié)合母材之間的相互約束,這種模型最開始應(yīng)用于界面動(dòng)力學(xué)特性的研究分析中[53],后來也被應(yīng)用到了界面的破壞分析中。其特點(diǎn)是界面處的面力是連續(xù)的,但位移是不連續(xù)的。因此,彈簧模型適用于描述界面層較軟的界面。
基本
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硫酸鹽環(huán)境下CFRP-混凝土界面黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 劉生緯,趙建昌,張家瑋,王作偉,楊子江. 鐵道學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]硫酸鹽侵蝕混凝土內(nèi)外影響因素及影響機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 仵江濤,何銳,王笑風(fēng),楊博,王振軍. 硅酸鹽通報(bào). 2019(01)
[3]CFRP與混凝土界面黏結(jié)滑移性能試驗(yàn)研究[J]. 尹潤(rùn)平,朱玉雪,張帥,王建,王健. 硅酸鹽通報(bào). 2018(10)
[4]基于雙剪試驗(yàn)CFRP-混凝土界面黏結(jié)性能影響因素研究[J]. 孫家國(guó),谷艷玲,尹秋雨. 混凝土與水泥制品. 2018(09)
[5]硫酸鹽作用下后貼CFRP-混凝土界面黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 李凱,張家瑋,劉生緯,劉潤(rùn)東,張晨宇. 混凝土. 2018(03)
[6]CFRP-混凝土黏結(jié)界面的剪切滑移性能[J]. 胡曄,陳力,方秦,鄭康,高飛. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[7]混凝土線彈性斷裂力學(xué)的產(chǎn)生及其不足[J]. 柏湘. 門窗. 2017(04)
[8]建筑物加固改造工程新技術(shù)[J]. 張?chǎng)?閆凱. 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化. 2016(10)
[9]斷裂力學(xué)判據(jù)的評(píng)述[J]. 嵇醒. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[10]基于粘結(jié)單元的FRP-混凝土粘結(jié)界面的數(shù)值分析[J]. 李偉文,彭偉,楊泳,宋徽. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
博士論文
[1]硫酸鹽環(huán)境下CFRP-混凝土界面粘結(jié)性能退化規(guī)律及劣化機(jī)理研究[D]. 劉生緯.蘭州交通大學(xué) 2018
[2]濕熱環(huán)境下CFL-混凝土界面粘結(jié)—滑移機(jī)理研究[D]. 鄭小紅.華南理工大學(xué) 2014
[3]環(huán)境與荷載共同作用下FRP加固混凝土耐久性[D]. 李杉.大連理工大學(xué) 2009
[4]荷載和惡劣環(huán)境下FRP增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性研究[D]. 胡安妮.大連理工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]不同機(jī)制下混凝土內(nèi)SO42-傳輸—劣化機(jī)理研究[D]. 黃冬.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]碳纖維布加固鋼筋混凝土梁的力學(xué)性能研究[D]. 趙夢(mèng)強(qiáng).安徽建筑大學(xué) 2017
[3]金屬橡膠元件粘接強(qiáng)度與破壞的有限元數(shù)值模擬研究[D]. 蔡鵬.湘潭大學(xué) 2017
[4]基于CZM的FRP-混凝土界面有限元分析[D]. 楊志泉.大連理工大學(xué) 2016
[5]凍融循環(huán)作用下CFRP-高強(qiáng)混凝土界面行為研究[D]. 張雨劍.大連理工大學(xué) 2016
[6]海洋環(huán)境下CFRP-混凝土界面粘結(jié)疲勞性能試驗(yàn)研究[D]. 趙瑩瑩.青島理工大學(xué) 2015
[7]海洋環(huán)境下CFRP-高性能混凝土界面粘結(jié)性能試驗(yàn)研究[D]. 樊付權(quán).青島理工大學(xué) 2015
[8]長(zhǎng)期浸泡下混凝土硫酸鹽傳輸—劣化機(jī)理研究[D]. 田浩.深圳大學(xué) 2015
[9]FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)界面粘結(jié)力學(xué)行為研究[D]. 高勇.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2015
[10]凍融循環(huán)下CFRP加固高性能混凝土結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 張凱.青島理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3455481
【文章來源】:青島理工大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
CFRP-混凝土界面破壞形式
?鐐ü?翰憬?姓辰幔?誚緱娌閿扇?至ρ?閱?差異較大的材料組成,且部分力學(xué)參數(shù)是連續(xù)的,部分參數(shù)是間斷的。通常結(jié)合材料的破壞一般發(fā)生在界面層中的較薄弱層。因此,準(zhǔn)確分析界面層及其附近的應(yīng)力分布對(duì)研究CFRP-混凝土界面力學(xué)行為具有重要意義。針對(duì)復(fù)雜的界面問題,一般的處理方法是將復(fù)雜界面問題簡(jiǎn)化為界面力學(xué)模型,通過對(duì)能反映界面受力和變形的力學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析,獲得界面性能的宏觀評(píng)價(jià)參數(shù)和強(qiáng)度特性指標(biāo)。力學(xué)模型建立可以分為以下兩種情況,一種是當(dāng)界面層較薄且基本為平面時(shí),可將界面直接簡(jiǎn)化為平面,如圖2-1(a)所示;另一種是當(dāng)界面層有一定的厚度且有穩(wěn)定的中間層時(shí),可將中間層和上下兩種材料間界面簡(jiǎn)化為平面,如圖2-1(b)所示。(a)界面層較薄且基本為平面(b)界面層較厚且具有穩(wěn)定中間層圖2-1界面力學(xué)模型在工程和試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),材料間不一定有明確的界面,且破壞層的出現(xiàn)也有多種可能,具體破壞形態(tài)與材料屬性以及加載方式等因素有著明顯關(guān)聯(lián)。此時(shí),可以把界面層理解為被結(jié)合母材之間的約束層,因此單獨(dú)考慮這種約束關(guān)系,也可以將界面模型簡(jiǎn)化為彈簧模型。彈簧模型即采用線性或非線性的法向和切向彈簧來表征被結(jié)合母材之間的相互約束,這種模型最開始應(yīng)用于界面動(dòng)力學(xué)特性的研究分析中[53],后來也被應(yīng)用到了界面的破壞分析中。其特點(diǎn)是界面處的面力是連續(xù)的,但位移是不連續(xù)的。因此,彈簧模型適用于描述界面層較軟的界面。
基本
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]硫酸鹽環(huán)境下CFRP-混凝土界面黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 劉生緯,趙建昌,張家瑋,王作偉,楊子江. 鐵道學(xué)報(bào). 2019(01)
[2]硫酸鹽侵蝕混凝土內(nèi)外影響因素及影響機(jī)理研究進(jìn)展[J]. 仵江濤,何銳,王笑風(fēng),楊博,王振軍. 硅酸鹽通報(bào). 2019(01)
[3]CFRP與混凝土界面黏結(jié)滑移性能試驗(yàn)研究[J]. 尹潤(rùn)平,朱玉雪,張帥,王建,王健. 硅酸鹽通報(bào). 2018(10)
[4]基于雙剪試驗(yàn)CFRP-混凝土界面黏結(jié)性能影響因素研究[J]. 孫家國(guó),谷艷玲,尹秋雨. 混凝土與水泥制品. 2018(09)
[5]硫酸鹽作用下后貼CFRP-混凝土界面黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)研究[J]. 李凱,張家瑋,劉生緯,劉潤(rùn)東,張晨宇. 混凝土. 2018(03)
[6]CFRP-混凝土黏結(jié)界面的剪切滑移性能[J]. 胡曄,陳力,方秦,鄭康,高飛. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(05)
[7]混凝土線彈性斷裂力學(xué)的產(chǎn)生及其不足[J]. 柏湘. 門窗. 2017(04)
[8]建筑物加固改造工程新技術(shù)[J]. 張?chǎng)?閆凱. 工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化. 2016(10)
[9]斷裂力學(xué)判據(jù)的評(píng)述[J]. 嵇醒. 力學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[10]基于粘結(jié)單元的FRP-混凝土粘結(jié)界面的數(shù)值分析[J]. 李偉文,彭偉,楊泳,宋徽. 防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào). 2016(01)
博士論文
[1]硫酸鹽環(huán)境下CFRP-混凝土界面粘結(jié)性能退化規(guī)律及劣化機(jī)理研究[D]. 劉生緯.蘭州交通大學(xué) 2018
[2]濕熱環(huán)境下CFL-混凝土界面粘結(jié)—滑移機(jī)理研究[D]. 鄭小紅.華南理工大學(xué) 2014
[3]環(huán)境與荷載共同作用下FRP加固混凝土耐久性[D]. 李杉.大連理工大學(xué) 2009
[4]荷載和惡劣環(huán)境下FRP增強(qiáng)結(jié)構(gòu)耐久性研究[D]. 胡安妮.大連理工大學(xué) 2007
碩士論文
[1]不同機(jī)制下混凝土內(nèi)SO42-傳輸—劣化機(jī)理研究[D]. 黃冬.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2019
[2]碳纖維布加固鋼筋混凝土梁的力學(xué)性能研究[D]. 趙夢(mèng)強(qiáng).安徽建筑大學(xué) 2017
[3]金屬橡膠元件粘接強(qiáng)度與破壞的有限元數(shù)值模擬研究[D]. 蔡鵬.湘潭大學(xué) 2017
[4]基于CZM的FRP-混凝土界面有限元分析[D]. 楊志泉.大連理工大學(xué) 2016
[5]凍融循環(huán)作用下CFRP-高強(qiáng)混凝土界面行為研究[D]. 張雨劍.大連理工大學(xué) 2016
[6]海洋環(huán)境下CFRP-混凝土界面粘結(jié)疲勞性能試驗(yàn)研究[D]. 趙瑩瑩.青島理工大學(xué) 2015
[7]海洋環(huán)境下CFRP-高性能混凝土界面粘結(jié)性能試驗(yàn)研究[D]. 樊付權(quán).青島理工大學(xué) 2015
[8]長(zhǎng)期浸泡下混凝土硫酸鹽傳輸—劣化機(jī)理研究[D]. 田浩.深圳大學(xué) 2015
[9]FRP加固混凝土結(jié)構(gòu)界面粘結(jié)力學(xué)行為研究[D]. 高勇.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 2015
[10]凍融循環(huán)下CFRP加固高性能混凝土結(jié)構(gòu)性能研究[D]. 張凱.青島理工大學(xué) 2014
本文編號(hào):3455481
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