1 緒 論

1.1 研究背景
預(yù)應(yīng)力混凝土的出現(xiàn)，是混凝土技術(shù)的一次巨大進(jìn)步，其用永久的預(yù)應(yīng)力來(lái)抵消恒載產(chǎn)生的應(yīng)力并防止在活荷載作用下出現(xiàn)裂縫，這樣使混凝土結(jié)構(gòu)就由非彈性材料轉(zhuǎn)變成了各向同性材料。與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性與耐久性、提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度、改善結(jié)構(gòu)疲勞性能及節(jié)約工程材料等方面均有明顯的優(yōu)越性，經(jīng)過(guò)一個(gè)世紀(jì)的不斷研究完善和發(fā)展，預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)已經(jīng)取得了矚目的成就，在國(guó)內(nèi)外各種工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域均得到廣泛應(yīng)用。
目前預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)多以后張法預(yù)應(yīng)力混凝土為主，后張法預(yù)應(yīng)力混凝土按預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的粘結(jié)狀況又分為有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土和無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土。在無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系中，預(yù)應(yīng)力筋束布置具有靈活方便，無(wú)成孔和灌漿等繁瑣和復(fù)雜的施工工序，因此得到了廣泛的應(yīng)用[1-3]。但由于預(yù)應(yīng)力筋自由滑移，使應(yīng)變沿預(yù)應(yīng)力筋全長(zhǎng)幾乎處處相等，易造成預(yù)應(yīng)力筋和錨具的疲勞，還存在受拉區(qū)混凝土裂縫數(shù)量少，裂縫寬度大，鋼筋易銹蝕，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度利用率低等缺點(diǎn)[4-9]。而有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系克服了無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系在工作中表現(xiàn)出來(lái)的缺點(diǎn)，但存在預(yù)留孔道對(duì)結(jié)構(gòu)截面消弱較大，需要預(yù)留孔道，壓漿等繁瑣而復(fù)雜的施工工序，且當(dāng)灌漿材料施工質(zhì)量無(wú)法保證時(shí)，會(huì)降低預(yù)應(yīng)力筋與混凝土的粘結(jié)，導(dǎo)致預(yù)應(yīng)力筋銹蝕等問(wèn)題，常給結(jié)構(gòu)的安全帶來(lái)一些隱患[10-15]。

現(xiàn)有的后張法預(yù)應(yīng)力體系都存在一些不可克服的缺點(diǎn)，如何研究得到將后張法無(wú)粘結(jié)和有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系相結(jié)合，揚(yáng)長(zhǎng)避短，得到施工方便，結(jié)構(gòu)安全可靠的預(yù)應(yīng)力體系是各國(guó)工程人員面臨的迫切需要解決的問(wèn)題。Kazuo Suzuki 等(1990)[16]、王起才(1994)[17]提出了一種新的預(yù)應(yīng)力體系——緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系的核心是在預(yù)應(yīng)力筋周?chē)厥獾木從牧�，前期預(yù)應(yīng)力筋與緩凝材料之間幾乎沒(méi)有粘結(jié)力，施工時(shí)與無(wú)粘結(jié)體系相同，在施工完成后，由于緩凝材料的凝結(jié)硬化（或固化），達(dá)到與有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系相同的效果。由于緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系省去了有粘結(jié)體系的成孔，灌漿等施工工序，因而簡(jiǎn)化了施工工藝。同時(shí)，因后期緩凝材料的凝結(jié)硬化（或固化），對(duì)預(yù)應(yīng)力筋產(chǎn)生握裹作用，而有效地解決無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力體系中的預(yù)應(yīng)力筋和錨具的疲勞問(wèn)題。緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋既具有無(wú)粘結(jié)筋的占用空間小、布筋自由、無(wú)需設(shè)置孔道、無(wú)需壓漿過(guò)程的施工工藝特點(diǎn)，又具有有粘結(jié)筋在后期使用上的力學(xué)特點(diǎn)和安全性的一種新型預(yù)應(yīng)力技術(shù)已越來(lái)越被工程界所重視，并成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外科研工作者在緩凝材料、緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋和緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土等方面進(jìn)行了大量的研究，并取得了一定的成果。但緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)，目前還處于探索、發(fā)展階段，尚有許多方面有待進(jìn)一步完善、創(chuàng)新和研究。對(duì)于緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)中的緩凝材料凝結(jié)硬化（或固化）后，緩凝材料與鋼絞線及混凝土之間粘結(jié)性能的研究還鮮有報(bào)道。鑒于此，本文以自主研發(fā)的緩凝砂漿為基礎(chǔ)，從材料對(duì)粘結(jié)性能的影響角度出發(fā)，研究了緩凝砂漿硬化后基本力學(xué)性能，進(jìn)行了緩凝材料與鋼絞線及混凝土間的粘結(jié)試驗(yàn)研究，分析不同參數(shù)對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)性能的影響，并探討了疲勞荷載作用下緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)強(qiáng)度和剛度的退化規(guī)律，基于試驗(yàn)研究和理論分析建立了緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土試件的粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系公式，為緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土體系的推廣、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、理論計(jì)算和既有緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的狀態(tài)評(píng)估提供一些參考。

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1.2 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
緩凝砂漿是由水泥、砂、水、礦物摻合料和高效緩凝劑按照比例拌合而成的一種特殊的砂漿。上世紀(jì) 90 年代，蘭州交通大學(xué)（原蘭州鐵道學(xué)院）與鐵道第一勘察設(shè)計(jì)院預(yù)應(yīng)力技術(shù)開(kāi)發(fā)中心合作，率先在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了緩凝砂漿的研究，并成功研制了能在5~40℃范圍內(nèi)，30 天內(nèi)不凝結(jié)，而在 30 天后才開(kāi)始硬化，并最終達(dá)到 30MPa 以上抗壓強(qiáng)度的超緩凝砂漿。王起才等（1994、1995、1996）[17-19]對(duì)這種超緩凝砂漿進(jìn)行了不同環(huán)境溫度條件下凝結(jié)硬化以及恒溫和變溫環(huán)境條件下凝結(jié)硬化情況進(jìn)行了研究，并探討了超緩凝砂漿的緩凝機(jī)理。研究結(jié)果表明超緩凝砂漿所受溫度越高，其緩凝時(shí)間越長(zhǎng)，而硬化速度越快，抗壓強(qiáng)度越高。緩凝砂漿的緩凝機(jī)理一是由于復(fù)合緩凝劑吸附水泥顆粒表面或水化產(chǎn)物表面，使得水分子和 Ca2+、SO42-等離子與鋁酸三鈣（C3A）類物質(zhì)作用程度變?nèi)酰y以較快地生成鈣礬石結(jié)晶，從而起到緩凝作用；二是由于復(fù)合緩凝劑與Ca2+作用，在水泥熟料相表面形成不溶性物質(zhì)膜，阻礙了水泥礦物成分正常的水化作用，而起到緩凝作用。當(dāng)不溶性物質(zhì)膜內(nèi)滲透壓增大使之破裂，暴露出新的熟料表面時(shí)，又會(huì)消耗緩凝劑，再生成不溶性物質(zhì)，直到消耗盡復(fù)合緩凝劑后，才能使水泥正常水化，使緩凝砂漿凝結(jié)硬化并具有強(qiáng)度。
張建玲（2006，2007）[20,26]通過(guò)正交分析的方法，研究了葡萄糖酸鈉、焦磷酸鈉、蔗糖、檸檬酸等幾種緩凝材料的緩凝效果，試驗(yàn)結(jié)果表明單純的增加某種緩凝材料的劑量都無(wú)法滿足緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)的要求，最終通過(guò)上述緩凝材料的復(fù)合，經(jīng)過(guò)試配，獲得了以焦磷酸鈉、檸檬酸以及上海高分子材料研究所研制的高效緩凝劑為緩凝材料，配制出緩凝時(shí)間為 15 天，28d 抗壓強(qiáng)度在 35MPa 以上的復(fù)合緩凝劑。該復(fù)合緩凝劑對(duì)水泥的凝結(jié)時(shí)間隨平均養(yǎng)護(hù)溫度的升高而縮短。

王起才(2001)[21]、趙建昌等(2002，2003，2005)[22-24]進(jìn)行了用緩凝砂漿包裹形成的預(yù)應(yīng)力筋澆注成 16 片緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土梁的正截面抗彎靜載試驗(yàn)，從開(kāi)裂彎矩、極限彎矩、裂縫形式和荷載-撓度曲線等各個(gè)方面，把緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力受彎構(gòu)件與傳統(tǒng)的有粘結(jié)、無(wú)粘結(jié)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件進(jìn)行了對(duì)比分析，得出了緩粘結(jié)構(gòu)件在張拉兩個(gè)月后，其工作性能與有粘結(jié)結(jié)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件幾乎相同的結(jié)論。王起才 (2001)[19]還通過(guò)對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的張拉摩阻、梁體靜載的承載能力和破壞模式的測(cè)試，建立了相應(yīng)的便于緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法。趙建昌（2009）[25]對(duì)用緩凝砂漿包裹的光圓鋼筋和螺紋鋼筋的兩種緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行了拉拔摩阻力的試驗(yàn)研究，認(rèn)為光圓鋼筋單位面積的拉拔摩阻力與螺紋鋼筋的單位面積的拉拔摩阻力基本相等、拉拔摩阻力與鋼筋表面形狀關(guān)系不大的結(jié)論。

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2 緩凝砂漿工作性和力學(xué)性能試驗(yàn)研究

2.1 引言
緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)是近二十年出現(xiàn)的一種新型預(yù)應(yīng)力混凝土體系，它的出現(xiàn)解決了傳統(tǒng)后張法預(yù)應(yīng)力技術(shù)自身無(wú)法克服的缺點(diǎn)，是一種具有無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力工藝特點(diǎn)的有粘結(jié)預(yù)應(yīng)力技術(shù)。

國(guó)內(nèi)研究較為成熟且得到一定工程實(shí)際應(yīng)用的超效緩凝砂漿和樹(shù)脂型緩凝膠粘劑這兩種緩凝材料，在一段時(shí)間內(nèi)都不會(huì)發(fā)生硬化（或固化），張拉摩阻力較小，能夠滿足第一點(diǎn)要求。但還未曾有緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土間粘結(jié)性能研究的報(bào)道。原因是不管是采用超效緩凝砂漿還是緩凝涂料包裹的預(yù)應(yīng)力筋外側(cè)還通常包裹一層薄塑料或塑料波紋管，并未直接與混凝土接觸，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋與混凝土之間存在緩凝材料與預(yù)應(yīng)力筋，緩凝材料與混凝土基體兩個(gè)接觸界面。使得緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋的粘結(jié)問(wèn)題較為復(fù)雜。另外，緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線與混凝土之間的粘結(jié)性能影響因素較多，如緩凝材料的灌滿度、硬化后的力學(xué)性能和組成成分、鋼絞線根數(shù)、波紋管材料與形式、鋼絞線表面狀況及構(gòu)成、混凝土強(qiáng)度、鋼絞線在波紋管中的位置、粘結(jié)長(zhǎng)度、橫向配筋、保護(hù)層厚度、澆筑位置及澆筑時(shí)垂直壓應(yīng)力大小等均會(huì)影響到鋼絞線-緩凝材料-波紋管-混凝土之間的粘結(jié)性能。這其中緩凝材料本身的工作性決定了波紋管內(nèi)緩凝材料填充的飽滿度，而緩凝材料硬化后的力學(xué)性能，如緩凝材料的抗壓強(qiáng)度、劈裂抗拉強(qiáng)度和彈性模量對(duì)采用緩凝材料包裹的緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度有著重要的影響，而緩凝材料凝結(jié)硬化后的力學(xué)性能與緩凝材料的組分密切相關(guān)。本章以緩凝砂漿為研究對(duì)象，進(jìn)行了不同水膠比、砂膠比和硅灰摻量的緩凝砂漿的工作性和凝結(jié)硬化后的力學(xué)性能的試驗(yàn)研究，分析緩凝砂漿的組分變化對(duì)其工作性和凝結(jié)硬化后的力學(xué)性能的影響程度和規(guī)律，并采用灰色分析理論進(jìn)行了緩凝砂漿組分對(duì)其工作性和力學(xué)性能影響程度的優(yōu)勢(shì)分析。

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2.2 試驗(yàn)概況
2.2.1 試驗(yàn)材料
（1）水泥

試驗(yàn)水泥采用甘肅祁連山42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，水泥各項(xiàng)指標(biāo)滿足《通用硅酸鹽水泥》（GB 175-2007）[101]的各項(xiàng)要求，主要物理化學(xué)指標(biāo)如表2.1所示。

（2）砂
試驗(yàn)用砂為蘭州安寧水洗砂，考慮到該砂制成緩凝砂漿將填充波紋管內(nèi)部，砂顆粒偏粗將對(duì)截面的均勻性產(chǎn)生較大的影響，因此剔除了該砂中大于2.36mm以上的顆粒。剔除前后砂的顆粒級(jí)配篩分結(jié)果見(jiàn)表2.2。
由表 2.2 可計(jì)算出在剔除粗顆粒前，砂細(xì)度模數(shù)為 2.4，屬于中砂，且為 2 區(qū)砂，顆粒級(jí)配合格；剔除粗顆粒后，砂的細(xì)度模數(shù)為 1.8，屬于細(xì)砂，且為 3 區(qū)砂，顆粒級(jí)配合格。剔除粗顆粒后，砂的實(shí)測(cè)表觀密度為 2650kg/m3，松散堆積密度為 1570kg/m3，空隙率為 40.9%。粒徑在 0.15~2.36mm 之間，砂的含泥量為 2%。其他技術(shù)指標(biāo)均滿足《建設(shè)用砂》（GB/T 14684-2011）[102]的各項(xiàng)要求。
（3）硅灰
試驗(yàn)用硅灰采用西北鐵合金有限公司“西鐵牌”硅微粉，主要物理化學(xué)參數(shù)如表 2.3、2.4 所示。其他技術(shù)指標(biāo)均滿足《高強(qiáng)高性能混凝土用礦物外加劑》（GB/T 18736-2002）[103]的各項(xiàng)要求。
（4）超效緩凝劑
緩凝砂漿是由水、水泥、砂和超效緩凝劑按一定比例攪拌而成，其中緩凝劑的緩凝效果是保證緩凝砂漿效果的關(guān)鍵。試驗(yàn)中采用王起才教授研制的復(fù)合緩凝劑作為緩凝成分，是一種無(wú)毒無(wú)味且易獲得的合成化工原料。采用這種復(fù)合緩凝劑配制的緩凝砂漿的流變性、塑性指數(shù)、強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律和與不同水泥品種適應(yīng)性、體積隨齡期的變化規(guī)律等指標(biāo)都進(jìn)行了一定的研究[17-19]。
（5）水
試驗(yàn)用水采用自來(lái)水。
2.2.2 試驗(yàn)方案

緩凝砂漿的配制在室溫條件下進(jìn)行。復(fù)合緩凝劑采用滯水法，即在砂漿摻水拌合1~2min 后，再摻入緩凝劑，緩凝劑的摻量以使配制的緩凝砂漿能達(dá)到緩凝 1 個(gè)月來(lái)控制。緩凝砂漿拌制時(shí)先將水泥、砂、硅灰在砂漿攪拌機(jī)內(nèi)攪拌均勻，然后倒入拌合水?dāng)嚢?1~2min 后，加入緩凝劑，繼續(xù)攪拌 1~2min，直至攪拌均勻。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康�，選取水膠比、砂膠比和硅灰摻量為試驗(yàn)的主要參數(shù)。通過(guò)改變上述參數(shù)配制不同的緩凝砂漿，并進(jìn)行新拌緩凝砂漿工作性能和硬化后緩凝砂漿的力學(xué)性能測(cè)試。表 2.5 給出試驗(yàn)中 22組不同的緩凝砂漿配合比和其流動(dòng)性及力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果。

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3 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋單調(diào)荷載作用下的粘結(jié)性能試驗(yàn)研究......................... 35
3.1 引言............................................................. 35
3.2 試驗(yàn)概況......................................................... 35
4 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力筋重復(fù)荷載作用下的粘結(jié)性能試驗(yàn)研究......................... 59
4.1 引言............................................................. 59
4.2 試驗(yàn)概況......................................................... 61
4.2.1 試驗(yàn)原材料................................................. 61
4.2.2 試件設(shè)計(jì)與制作............................................. 61
5 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線與緩凝砂漿粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系............................... 73
5.1 引言............................................................. 73

5.2 基于試驗(yàn)結(jié)果建立緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線粘結(jié)-滑移本構(gòu)模型.............. 74

5 緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線與緩凝砂漿粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系

5.1 引言
鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)-滑移本構(gòu)模型的建立是基于對(duì)鋼筋與混凝土粘結(jié)性能深刻認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上的，同時(shí)，粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系的建立為粘結(jié)性能的進(jìn)一步研究提供了必要條件。有限元分析可以解決很多試驗(yàn)無(wú)法解決或難以解決的問(wèn)題，是分析和研究鋼筋混凝土粘結(jié)性能的有效手段，但有限元分析的準(zhǔn)確與否，很大程度上取決于材料本構(gòu)關(guān)系的準(zhǔn)確性。因此，鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系的建立是鋼筋混凝土基本理論之一。而鋼筋與混凝土之間的本構(gòu)關(guān)系的建立方法主要有兩種：①根據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)的自由端部荷載-滑移關(guān)系得到的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系，對(duì)于靜載作用下鋼筋與混凝土粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系，在本文緒論里提及的 Nilson[86]、Mirza 和 Houde[87]提出的多項(xiàng)式連續(xù)曲線模式的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系；徐有鄰[83]、Eligehausen[126]提出的分段曲（直）線模式的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系；宋玉普[142]提出的分式連續(xù)曲線模式的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系；對(duì)于重復(fù)荷載作用下鋼筋與混凝土粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系的研究，像 Morita[123]、Edwards[116]、Yankelevsky[143]、Jimenez[144]、Kemp[145]、蔣德穩(wěn)[136]等從粘結(jié)強(qiáng)度、滑移及疲勞方程等方面進(jìn)行了研究。②基于理論分析或理論分析與試驗(yàn)相結(jié)合建立的半理論半經(jīng)驗(yàn)粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系。Tepfers[146]通過(guò)理論推導(dǎo)建立了采用彈塑性力學(xué)的厚壁圓筒受力模型，以此來(lái)分析鋼筋與混凝土之間的劈裂粘結(jié)強(qiáng)度；Esfahani 等[147-148]將 Tepfers 所推導(dǎo)的厚壁圓筒受力模型計(jì)算粘結(jié)強(qiáng)度的公式根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了修正；Somayaji 和 Shah[149]根據(jù)微分方程，提出了局部滑移量關(guān)于埋置深度的函數(shù)關(guān)系式；Yankelevsky[150]建立了以鋼筋拉力為變量的二階微分方程，得到粘結(jié)應(yīng)力沿鋼筋縱向分布的函數(shù)關(guān)系式；高向玲[94]在 Tepfers 的研究基礎(chǔ)上，考慮了摩擦力的作用，重新定義了劈裂粘結(jié)強(qiáng)度的計(jì)算方法；趙衛(wèi)平[151]推導(dǎo)了楔形體在尖部受集中力作用的位移解，基于錐楔作用的受力機(jī)制建立了帶肋鋼筋與混凝土滑移量與位移邊界條件的關(guān)系，由混凝土開(kāi)裂與否作為分界狀態(tài)，從而建立了兩種不同的粘結(jié)-滑移本構(gòu)模型。

基于試驗(yàn)結(jié)果的，同時(shí)又在試驗(yàn)基礎(chǔ)上，且能夠被其它試驗(yàn)研究所驗(yàn)證的粘結(jié)-滑移本構(gòu)模型才能被接受。但是由于鋼筋與混凝土界面受力復(fù)雜，影響因素較多，僅根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果很難得到真正通用又易于應(yīng)用的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)表達(dá)式，對(duì)于較為特殊的情況，如新型混凝土或新型鋼筋的出現(xiàn)、鋼筋或混凝土材料出現(xiàn)劣化等，，仍然需要進(jìn)行單獨(dú)的試驗(yàn)研究，并基于試驗(yàn)結(jié)果建立相應(yīng)的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系。近些年，國(guó)內(nèi)外一些研究者已經(jīng)開(kāi)始注意這一點(diǎn)，并進(jìn)行了相應(yīng)的研究。新型混凝土方面：肖建莊[152]、楊海峰[153]、王晨霞[154]進(jìn)行了再生骨料制備的混凝土與帶肋鋼筋之間的粘結(jié)滑移試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了相應(yīng)的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系；徐世烺[155]進(jìn)行了超高韌性水泥基復(fù)合材料與鋼筋粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系的試驗(yàn)研究；胡曉鵬[156]進(jìn)行了粉煤灰混凝土早期黏結(jié)性能試驗(yàn)研究，并建立了粉煤灰混凝土早期的黏結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系；鄭建嵐[157]進(jìn)行了自密實(shí)混凝土與鋼筋的粘結(jié)性能試驗(yàn)研究，采用最小二乘法得到鋼筋與自密實(shí)混凝土粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系式。新型鋼筋方面：研究主要集中在 FRP 筋與混凝土之間的粘結(jié)本構(gòu)關(guān)系的研究，Eligehausen[126]、Alunno[158]、Cosenza[159]、薛偉辰[160-161]、高丹盈[162]、郝慶多[88]等人均對(duì) FRP 筋與混凝土粘結(jié)的本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行了研究，大多數(shù)本構(gòu)關(guān)系都為分段曲（直）線模式�；炷僚c鋼筋劣化方面：國(guó)外的 Diederiehs[163]、Modey[164]、Royles[165]，國(guó)內(nèi)的周新剛[166]、袁廣林[167]等研究了混凝土結(jié)構(gòu)處于高溫下，鋼筋與混凝土之間粘結(jié)退化機(jī)理以及高溫作用下鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系；施士升[168]、何世欽[169]、冀曉東[170]等研究了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)處于凍融循環(huán)作用下，鋼筋與混凝土之間粘結(jié)退化機(jī)理以及凍融作用下鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系；袁迎曙[171]、張偉平[172]、金偉良[173]、陳靜[174]等研究了銹蝕鋼筋與混凝土間的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系。

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6 結(jié)論與展望

6.1 結(jié)論
（1）通過(guò)改變水膠比、膠砂比和硅灰摻量，研究緩凝砂漿自身參數(shù)對(duì)緩凝砂漿流動(dòng)性和粘結(jié)硬化后的力學(xué)性能的影響，研究結(jié)果表明：緩凝砂漿凝結(jié)硬化前，其流動(dòng)性隨著水膠比增大而增大，隨著砂膠比增大而減小，硅灰摻量增大會(huì)降低其流動(dòng)性，新拌緩凝砂漿的沉入度值為25~55mm時(shí)，施工性能最佳；由灰色關(guān)聯(lián)計(jì)算可知，水膠比對(duì)緩凝砂漿凝結(jié)硬化后的力學(xué)性能影響最大，膠砂比次之，硅灰摻量相對(duì)影響最小。
（2）通過(guò)對(duì) 1 組緩凝砂漿包裹的帶肋鋼筋和 14 組緩凝砂漿包裹的鋼絞線試件的靜載拉拔試驗(yàn)研究，得到緩粘結(jié)帶肋鋼筋拔出試件與緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線拔出試件的典型荷載-滑移曲線形狀明顯不同的結(jié)論。緩粘結(jié)帶肋鋼筋的荷載-滑移全曲線為偏態(tài)的單峰曲線，該曲線反映出的緩凝粘結(jié)帶肋鋼筋的粘結(jié)錨固受力過(guò)程可以分為：彈性階段、開(kāi)裂階段、內(nèi)部擁塞階段與破壞階段；而緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的荷載-滑移曲線形狀前期有較長(zhǎng)的線性階段，后期在滑移值很大的情況下，拔出荷載或者粘結(jié)強(qiáng)度沒(méi)有明顯下降，在試件破壞前，荷載-滑移曲線幾乎不存在下降段，后期的錨固粘結(jié)強(qiáng)度始終維持在較高數(shù)值上，但滑移量不斷增大，最終鋼絞線由緩凝砂漿中被拔出。其粘結(jié)錨固受力過(guò)程可以總結(jié)為：彈性階段、開(kāi)裂階段和延性階段和完全脫粘破壞階段四個(gè)階段。另外，緩粘結(jié)帶肋鋼筋與緩粘結(jié)鋼絞線兩者的錨固失效粘結(jié)強(qiáng)度存在較大區(qū)別，由于帶肋鋼筋的傾角大于鋼絞線螺旋狀傾角，所以帶肋鋼筋與緩凝砂漿之間的錨固失效粘結(jié)強(qiáng)度較鋼絞線與緩凝砂漿間的錨固失效粘結(jié)強(qiáng)度高很多。通過(guò)試驗(yàn)研究結(jié)果，分析了鋼筋表面形狀、緩凝砂漿力學(xué)性能、粘結(jié)介質(zhì)、粘結(jié)長(zhǎng)度、緩凝砂漿包裹厚度、波紋管類型以及混凝土強(qiáng)度等相關(guān)參數(shù)對(duì)粘結(jié)錨固性能的影響，針對(duì)可量化的影響因素，給出了這些參數(shù)與錨固失效粘結(jié)強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式，分析出緩凝砂漿力學(xué)性能、粘結(jié)長(zhǎng)度、混凝土強(qiáng)度這些因素對(duì)緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線的影響規(guī)律與程度。

（3）通過(guò)在等幅重復(fù)荷載作用下疲勞破壞試驗(yàn)和重復(fù)荷載一定次數(shù)后進(jìn)行極限拉拔試驗(yàn)研究結(jié)果表明：緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線在不同的應(yīng)力水平作用下，加載和卸載會(huì)形成閉合的粘結(jié)-滑移滯回曲線，滯回曲線隨著循環(huán)次數(shù)的增加，自由端峰值滑移量和殘余滑移量不斷增大，但一定循環(huán)次數(shù)后，滑移量增大的趨勢(shì)放緩，并最終消失。分析得到滯回環(huán)移動(dòng)放緩或停止移動(dòng)所對(duì)應(yīng)循環(huán)次數(shù)與應(yīng)力水平上限有關(guān)，應(yīng)力水平上限越大，循環(huán)次數(shù)較小就能達(dá)到穩(wěn)定。對(duì)于會(huì)發(fā)生疲勞的拔出試件，在發(fā)生疲勞破壞前若干個(gè)循環(huán)內(nèi)，滯回環(huán)又會(huì)發(fā)生明顯的右移，所以緩粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線在重復(fù)荷載作用下發(fā)生疲勞破壞復(fù)合典型的三階段原則；研究發(fā)現(xiàn)在應(yīng)力水平上限較小時(shí)，在進(jìn)行一定循環(huán)次數(shù)后進(jìn)行單調(diào)靜載拉拔試驗(yàn)，試件的粘結(jié)強(qiáng)度不會(huì)發(fā)生退化，并有一定的強(qiáng)化作用，但應(yīng)力水平上限較大時(shí)，粘結(jié)強(qiáng)度和剛度出現(xiàn)了明顯的劣化，且隨著應(yīng)力水平上限的增大，粘結(jié)強(qiáng)度與剛度退化的也越發(fā)嚴(yán)重；在應(yīng)力水平相同時(shí)，循環(huán)次數(shù)的增多會(huì)導(dǎo)致波紋管內(nèi)部的緩凝砂漿產(chǎn)生斜裂縫，裂縫會(huì)隨著循環(huán)次數(shù)的增多擴(kuò)展、連通，降低鋼絞線與緩凝砂漿之間的粘結(jié)強(qiáng)度，使拉拔試件的粘結(jié)強(qiáng)度發(fā)生退化。

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號(hào)：38682