碳纤维与混凝土界面粘结应力计算方法

为了确定碳纤维加固混凝土结构承载过程中胶层部位的剪应力分布规律,判别碳纤维与混凝土界面间是否发生剥离破坏,进行了碳纤维布加固混凝土构件的拉伸试验,基于弹性理论,推导了已知力作用下的任意点胶层界面剪应力与碳纤维正应力的计算方法。计算结果表明碳纤维与混凝土界面的剪应力、正应变的分布规律与试验结果相吻合,计算方法有较高的精度,计算得出胶层部位的极限剪切强度为3.96 MPa,在实际工程中,为防止剥离破坏的发生,应确保胶层剪切应力小于此值。     

桥面铺装层间界面剪切性能的影响因素分析

针对影响桥面铺装层问界面剪切特性的因素开展了试验研究和数值模拟研究.结果表明:桥面铺装层间界面的剪切强度随试验温度的升高而降低,随加载速率的增大而增大;当调平层表面构造深度在6 mm左右时,铺装层间界面的抗剪性能能够最大限度地予以发挥;沥青混凝土面层的厚度和防水粘结层的弹性模量对铺装层间界面的抗剪强度影响较大,而沥青混凝土的弹性模量和防水粘结层的厚度对抗剪强度的影响则可以忽略.     

刚性基层薄层沥青路面层间粘结体系研究

在水泥混凝土路面上加铺沥青面层可以形成一种刚柔相接的复合式路面结构,而刚柔界面层间粘结处理技术会成为复合式路面的技术关键.针对新建连续配筋混凝土刚性基层薄层沥青路面,通过对不同界面处理方式的室内剪切试验和拉拔试验,对比不同水泥混凝土板的处理方式、不同的粘结材料以及层间界面层沥青用量对层间粘结体系强度的影响,并最终得到了最佳的水泥混凝土板界面处理方式、最佳的界面层粘结材料以及最佳的沥青用量.     

碳纤维网格加固超载梁抗弯性能试验

为研究碳纤维网格加固不同幅值下超载梁的工作性能,本试验分别对5根超载梁进行了抗弯试验.以不同加载幅值、加固方式为变量,从试验的破坏形态、挠度变化、应变分析、裂缝的发展与分布、抗弯承载能力、混凝土和钢筋应变等,分析了碳纤维网格加固超载梁的性能.试验结果表明:超载幅值大小、加固方式和加固量都会影响梁的极限承载力、抗弯刚度和挠度、裂缝的发展和分布;在有限次超载作用下,桥梁构件的承载力提高,随着超载幅值的增大,受损严重的梁加固效果不如轻微或者中度超载梁的明显.     

碳纤维加固二次受力混凝土梁理论计算方法

为研究二次受力影响下碳纤维网格-聚合物砂浆复合加固梁的抗弯性能,完善其抗弯极限承载力和挠度的计算理论,基于受压区混凝土本构关系,推导出不同破坏模式下碳纤维加固梁的极限抗弯承载力公式,并提出识别加固梁破坏模式的计算判据.按刚度解析法,推导出二次受力下碳纤维加固梁短期刚度计算公式.采用插值拟合法对M-xn、M-β1等二元方...     

碳纤维片材抗弯加固高配筋混凝土大梁性能试验及分析

鉴于大比例、高配筋混凝土梁粘纤维增强片材加固试验数据相对不足,完成了9根外贴碳纤维布或板加固实尺模型梁的受弯性能试验,以考察梁表面处理方式、加固前预载历史和加固片材类型对加固梁抗弯能力和破坏形态的影响．研究结果表明,梁面打磨不如凿毛处理时粘结牢靠,破坏形态为剥离;若能避免剥离,碳纤维布和板均有良好的加固效果;当碳纤维片材的轴向抗拉刚度相等时,贴布的加固效果优于贴板;加固时梁上既有荷载越小,则加固效果越好;大梁比小梁更易出现界面应力超限,更易剥离．基于《碳纤维片材加固混凝土结构技术规程》的基本假定,考虑既有荷载的影响,对试验梁的开裂弯矩、屈服弯矩和极限弯矩进行了计算,其结果与实测值吻合较好．     

刚柔复合式路面界面层强度特性试验研究

通过复合板的室内剪切试验和拉拔试验,对不同水泥混凝土板界面处理方式、不同防水粘结材料以及界面层沥青用量等对界面层强度的影响进行了研究,通过室内试验研究得到了精铣刨界面最佳铣刨深度、不同界面处理方式下界面层的最佳沥青用量和界面层抗剪强度与粘结强度之间的相关性。     

白加黑路面层间剪切性能影响因素研究

为探究不同因素对水泥混凝土面板和沥青混凝土面层层间粘结性能的影响,采用正交试验设计方法,考虑面层材料级配、界面处治方式、粘层油种类以及厚度等不同因素,分析各因素对抗剪强度的影响水平。结果表明,对"白加黑"层间抗剪强度的影响最大的是界面处治措施,其次是粘层油厚度,粘层油种类影响相对较弱,面层材料级配的影响最小。根据研究推荐采用露石界面,并按照1.4kg/m2的用量洒布SBS改性乳化沥青粘层油。     

基于有限断裂力学的FRP-混凝土界面粘结强度研究

为了提供一种精准、高效预测外贴式纤维增强聚合物材料(FRP)粘贴于混凝表面强度的数学模型,本文设计了8个单剪试件,利用精密玻璃珠控制胶层厚度,同时采用真空辅助成型技术(VARI)制作FRP板条并外贴于混凝土试块表面。研究混凝土强度和胶层厚度2种变量参数对FRP-混凝土粘结界面强度的影响,依据试验结果分析了界面破坏能和峰值剪切应力与胶层厚度及混凝土强度之间的联系。采用有限断裂力学获取界面裂纹扩展失稳时的脱粘荷载,将理论值与试验结果对比表明FFM模型有良好的精度。     

钢板-混凝土组合加固混凝土T梁的抗弯性能试验

设计了4根钢板-混凝土组合加固混凝土T梁进行抗弯承载力试验,试件的主要设计参数包括损伤程度和植筋间距。采用荷载传感器、位移计和应变计,分别测量了加载过程中试验梁的荷载、挠度、应变、裂缝的产生和发展、新老混凝土界面与钢板-加固混凝土界面的纵向滑移,采用有限元软件ANSYS分析了试件的受力性能,采用塑性方法研究了试件的极限抗弯承载力,并对比了模型试验、数值模拟与理论分析结果。分析结果表明:钢板-混凝土组合加固可使混凝土T梁极限抗弯承载力提高约2倍,植筋间距与原梁弯曲损伤程度对组合加固T梁的极限抗弯承载力影响约为4%,植筋间距越大,新老混凝土界面纵向相对滑移越大,极限抗弯承载力的数值计算值和理论计算值与试验值最大相对差值为9%,因此,模型试验、数值模拟与理论计算结果均表明钢板-混凝土组合加固可显著提高混凝土T梁的极限抗弯承载力。     

组合加固足尺预应力混凝土空心板梁抗弯性能

对3片足尺预应力混凝土空心板梁进行抗弯性能试验, 其中1片足尺梁不进行加固, 2片分别采用钢板-混凝土组合加固和钢板-预应力混凝土组合加固, 分析了试验梁主要部位的应变、滑移、裂缝分布、承载力、刚度和延性; 基于试验梁塑性破坏机理, 并考虑二次受力的影响, 推导了足尺试验梁的抗弯极限承载力计算公式。试验结果表明: 加固后试验梁的破坏形态表现为塑性弯曲破坏, 跨中横截面变形符合平截面假定; 组合加固钢板与新混凝土之间以及加固部分与原结构之间相对滑移小于0.05mm, 因此, 加固后试验梁各部分协同工作性能较好; 与未加固梁相比, 钢板-混凝土组合加固试验梁抗弯极限承载力提高了1.08倍, 钢板-预应力混凝土组合加固试验梁抗弯极限承载力提高了1.43倍, 因此, 组合加固能显著提高试验梁的极限承载力; 与未加固梁相比, 2片加固试验梁的延性系数均提高了21%, 当试验荷载为200kN时, 2片加固试验梁刚度分别提高了1.55、3.07倍, 因此, 组合加固能显著提高试验梁的刚度和延性; 与钢板-混凝土组合加固技术相比, 钢板-预应力混凝土组合加固技术对试验梁在使用阶段的承载性能和刚度的提高更加明显; 2片加固试验梁抗弯极限承载力的计算值与试验值的比值分别为0.94和0.96, 因此, 抗弯极限承载力计算公式计算精度较高, 可用于钢板-混凝土组合加固预应力混凝土空心板梁的抗弯承载性能计算与分析。      

剥离对CFRP加固混凝土构件受力性能的影响

局部界面混凝土剥离或粘贴失效足粘贴碳纤维布加固混凝土构件的常见缺陷，导致加固构件的受力状态与现有的计算模型之间存在着一定的差异，对加固构件的安全性和使用性能造成潜在的影响。结合实际加固工程中常见的轴心受拉构件和受弯构件，分析了剥离对不同荷载作用下加固混凝土构件受力性能的影响机理。研究结果表明，局部的剥离或粘结失效降低了碳纤维布对加固混凝土构件裂缝的抑制能力及刚度提高幅度，裂缝区碳纤维布的应力集中程度不同是导致这一差异的主要原因。最后提出了可供工程技术人员参考的应对措施。     

水泥混凝土桥面粘结层抗剪性能要求及简化计算

通过有限元方法,分析了不同类型桥面防水粘结层的受力特点及其剪应力对铺装层各种参数(包括厚度、模量、水平荷载及胎压等)的敏感性,得到了粘结层剪应力角度变化范围,提出了桥面粘结层的抗剪强度要求计算公式。通过变化室内斜剪试验剪切角度(25°~65°),得出了剪切角度变化时粘结层抗剪强度随温度变化的规律。研究结果表明:桥面铺装厚度和水平荷载是影响层间剪应力与剪切角度大小的主要因素,粘结层材料的抗剪性能随着温度和剪切角度的增大迅速降低,具有一定厚度的低模量防水卷材粘结层对铺装层抗剪是不利的。建议通过比较不同场合桥面粘结层的抗剪强度测试值和理论计算值,判定粘结层的粘结效果,用于指导防水粘结层的选择。     

沥青铺装与混凝土桥面层间抗剪切性能试验研究

为进一步了解水泥混凝土桥面与沥青铺装层层间剪切病害的影响因素,本文结合预压对称层间剪切试验,设计一组4因素3水平的正交试验L_9(3~4),研究了粘结层粘结料类型、粘结层撒布碎石粒径、预加正压力试验温度对水泥混凝土桥面板与沥青混合料铺装层间抗剪切性能的影响。利用统计学方法分析试验数据,得出试验温度对层间抗剪切性能影响最显著,各影响因素的显著程度排名为:试验温度粘结料类型预加正压力撒布碎石粒径,最优试验组合方案为环氧沥青+4. 75-9. 5 mm碎石撒布+0. 7 MPa预加正应力+5℃试验温度。     

桥面防水粘结层性能试验分析

采用室内剪切试验和拉拔试验,分析桥面防水粘结层材料性能,认为层间抗剪强度及粘结强度受温度影响大,并且随着试验环境温度的升高而减小.现场拉拔试验研究了不同温度下4种粘结层材料与桥面板的粘结强度变化规律,其粘结强度同样随着试验环境温度的升高而减小.研究表明,剪切试验与拉拔试验结果能够综合评价高、低温情况下沥青混合料与粘结层的整体性能,还可以作为桥面粘结层是否满足抗剪要求的验证指标.     

湿热环境作用下CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯性能

为研究湿热环境下碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土结构的耐久性问题，采用6根湿热环境下CFRP加固的钢筋混凝土梁进行抗弯性能试验，研究在湿热环境下CFRP加固钢筋混凝土梁的破坏形态、承载力、挠度和裂缝等；根据环氧树脂老化的化学反应微分方程和反应速度的指数定律，给出环氧树脂胶层弹性模量的衰减模型；从混凝土和环氧树脂胶层的力学性能出发，提出湿热环境下CFRP加固钢筋混凝土结构后CFRP剥离时的强度计算公式，推导湿热环境作用下CFRP加固钢筋混凝土梁的抗弯承载力计算公式. 研究结果表明:随着湿热环境作用时间的增加，加固梁的抗弯承载力逐渐减小，CFRP剥离破坏由混凝土控制逐渐转换为由环氧树脂胶层控制；随着湿热环境作用的持续，混凝土裂缝数量减小、裂缝宽度增加但挠度减小，加固梁的损伤增大且脆性增加；加固梁的屈服曲率、极限曲率和曲率延性系数均减小，加固梁的延性变差且CFRP剥离破坏时的脆性和离散性增强；试验与理论计算的对比表明，在湿热环境作用下加固梁发生CFRP剥离破坏时，CFRP极限应变的理论值与试验值误差在20%以内，抗弯承载力的理论值与试验值误差在11%以内.      

薄层罩面结构层间性能试验研究

通过直剪试验研究分析不同的薄层罩面材料和不同的层间粘结材料对层间抗剪强度的影响。同时对粘结层材料的粘结性能进行分析对比,并研究环境温度及水分对薄层罩面结构层间性能的影响变化规律。最后通过室内拉拔实验,研究分析粘结层材料的抗拉强度变化规律,并对剪切实验进行验证。     

加铺于旧沥青路面的薄层罩面层间剪切疲劳性能研究

薄层罩面作为一种预防性养护措施,其层间抗剪性能的好坏直接影响到罩面层的使用年限,为了更好地评价薄层罩面的疲劳寿命,进行了层间不同粘结材料、不同应力水平和不同温度条件下的剪切疲劳试验,并建立层间剪切疲劳方程。结果表明:层间粘结材料、试验温度和应力比等都对薄层罩面层间剪切疲劳寿命影响较大,不同粘结材料的层间剪切疲劳寿命随着应力比的增大、试验温度的升高都明显下降。     

新老混凝土界面粘结性能评价方法

新老混凝土界面粘结性能是影响修补加固后新老混凝土工作性能的关键。通过介绍新老混凝土界面粘结性能的评价方法,包括界面粗糙度法、力学试验方法、断裂试验方法、耐久性试验方法、微观分析法,为既有混凝土结构的加固修复工程提供设计依据和理论参考。     

单组份环氧沥青桥面防水粘结层室内剪切和拉拔性能分析

对单组份环氧沥青、双组份环氧沥青和SBS改性沥青3种防水粘结层材料进行室内剪切和拉拔性能对比,同时考虑涂层厚度、界面处理和温度的影响因素,得出3种防水粘结层材料的最佳涂层厚度均为1?mm,最优的界面处理方式为抛丸,并得出抗剪强度/拉拔强度与试验温度均具有很好的二次相关性。