本文關鍵詞：惡劣環(huán)境與荷載作用下FRP—高強混凝土耐久性試驗及數(shù)值研究

  更多相關文章： FRP 高強混凝土 凍融循環(huán) 干濕循環(huán) 荷載 有限元模擬

【摘要】：隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展,海港、碼頭、跨海大橋及海底隧道等海岸和近海工程的數(shù)量迅速增加。但是海洋環(huán)境惡劣,特別是在寒冷的北方,這些鋼筋混凝土結構遭受著凍融循環(huán)、干濕循環(huán)、氯鹽侵蝕等多種惡劣環(huán)境的作用,腐蝕嚴重。對于腐蝕嚴重的危橋和海港來說,與推倒重建相比,通過加固措施恢復其使用功能更加節(jié)省費用,也利于能源節(jié)約和環(huán)境保護。碳纖維增強復合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer/Plastic, CFRP)作為一種輕質(zhì)高強的高分子材料,有著良好的耐久性,適合用于海洋環(huán)境下結構的加固。高強混凝土內(nèi)部密實,抗?jié)B性和抗凍性遠好于普通混凝土,廣泛應用于碼頭、船塢、防波堤和跨海大橋中。但是,目前FRP-混凝土界面耐久性的研究中,多采用C30-C40混凝土,無法指導FRP加固高強混凝土結構的耐久性設計。因此,需要對FRP-高強混凝土界面的耐久性進行研究,為海岸與近海工程的長期使用提供技術支持。本文結合國家自然科學基金項目(51378089)進行了如下研究：CFRP-高強混凝土雙剪試件在凍融循環(huán)和荷載共同作用下的極限荷載、荷載-端部滑移曲線等的變化規(guī)律；CFRP-·高強混凝土雙剪試件在凍融、干濕循環(huán)和荷載的共同作用下的極限荷載、荷載-端部滑移曲線等的變化規(guī)律；運用有限元軟件來模擬凍融和荷載共同作用后FRP-混凝土試件的加載破壞試驗,結合試驗結果來研究劣化后的FRP-混凝土界面力學性能及整個劣化規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),CFRP-高強混凝土界面抗凍性比CFRP-普通混凝土好很多,凍融循環(huán)450次,黏結性能的劣化不大。300次凍融耦合120次干濕也沒有對界面產(chǎn)生明顯損傷。但持續(xù)荷載給加載端造成了很大的損傷,界面局部剝離�；贏BAQUS建立了一個有限元模型,較好的模擬了FRP-高強混凝土面內(nèi)剪切試驗,并利用該模型研究了試件經(jīng)受凍融循環(huán)和荷載共同作用后界面的劣化規(guī)律。模擬得到的極限荷載和有效黏結長度等數(shù)據(jù)比試驗波動性小很多,且能清楚的觀察到極限端部滑移的變化規(guī)律,而其在試驗中很難準確測量。
【關鍵詞】：FRP 高強混凝土 凍融循環(huán) 干濕循環(huán) 荷載 有限元模擬
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TV431
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 研究意義9-10
• 1.2 研究現(xiàn)狀概述10-16
• 1.2.1 FRP-混凝土界面的耐久性10-14
• 1.2.2 FRP-混凝土界面性能的有限元分析14-16
• 1.3 本文研究內(nèi)容16-17
• 2 凍融與荷載共同作用下FRP-高強砼黏結耐久性17-38
• 2.1 引言17
• 2.2 試驗概況17-23
• 2.2.1 試驗材料17-18
• 2.2.2 試件制作18-19
• 2.2.3 加載裝置19-21
• 2.2.4 試驗步驟21-22
• 2.2.5 數(shù)據(jù)測量22-23
• 2.2.6 試件編號23
• 2.3 試驗結果與分析23-36
• 2.3.1 凍融介質(zhì)對混凝土的影響23-24
• 2.3.2 凍融循環(huán)對混凝土的影響24-26
• 2.3.3 極限荷載26-27
• 2.3.4 破壞面位置27-30
• 2.3.5 加載端的劣化剝離30-31
• 2.3.6 荷載-端部滑移曲線31-34
• 2.3.7 應變分布34-35
• 2.3.8 有效黏結長度35-36
• 2.4 本章小結36-38
• 3 凍融、干濕與荷載共同作用下FRP-高強砼黏結耐久性38-51
• 3.1 引言38
• 3.2 試驗概況38-40
• 3.2.1 試驗步驟38-39
• 3.2.2 試件編號39-40
• 3.3 試驗結果與分析40-49
• 3.3.1 極限荷載40
• 3.3.2 破壞面位置40-42
• 3.3.3 加載端的劣化剝離42-43
• 3.3.4 荷載-端部滑移曲線43-45
• 3.3.5 應變分布45-46
• 3.3.6 有效黏結長度46-47
• 3.3.7 黏結滑移關系47-49
• 3.4 本章小結49-51
• 4 凍融與荷載共同作用后FRP-高強砼黏結性能的有限元分析51-72
• 4.1 引言51
• 4.2 有限元模型51-61
• 4.2.1 幾何信息、約束與載荷51-52
• 4.2.2 材料本構52-59
• 4.2.3 單元網(wǎng)格劃分59
• 4.2.4 材料界面設置59-61
• 4.3 劣化后的材料與界面61-64
• 4.3.1 凍融對FRP和樹脂膠的劣化61
• 4.3.2 凍融對混凝土的劣化61-63
• 4.3.3 凍融對膠-混凝土界面抗剪強度的影響63
• 4.3.4 持載對界面的影響63-64
• 4.4 模擬結果及分析64-70
• 4.4.1 模擬效果64-66
• 4.4.2 極限荷載66-67
• 4.4.3 極限端部滑移67-68
• 4.4.4 荷載一端部滑移曲線68-69
• 4.4.5 有效黏結長度69-70
• 4.5 本章小結70-72
• 5 結論與展望72-74
• 5.1 結論72-73
• 5.1.1 凍融和荷載共同作用72
• 5.1.2 凍融、干濕和荷載共同作用72
• 5.1.3 有限元分析72-73
• 5.2 展望73-74
• 參考文獻74-78
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況78-79
• 致謝79-80

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