煤矿环境与荷载耦合下CFRP加固RC梁力学性能研究

发布时间：2019-10-13 19:15

【摘要】：煤炭目前依然是我国主要能源,因国家限制新建煤矿,而原有恶劣煤矿环境下的建(构)筑物已经出现不同程度的损伤劣化,所以为满足后续使用要求不得不进行加固。本文通过采用1:1的钢筋混凝土梁模型,模拟煤矿环境与荷载耦合的加速损伤劣化试验,对劣化混凝土材料、锈蚀钢筋以及CFRP加固RC梁的力学性能进行研究,并结合对比课题组前期研究成果,对CFRP加固轻度劣化与损伤劣化试验梁的力学性能退化规律进行总结,主要结论及创新成果如下:(1)得到劣化混凝土材料的退化规律:由于劣化产物如石膏和钙矾石的不断产生,导致混凝土材料由多孔隙逐渐变密实,直到体积膨胀引起混凝土开裂,同时荷载作用能够加速侵蚀,使得损伤劣化试验梁的腐蚀元素含量明显高于劣化试验梁。因此在模拟煤矿环境下,混凝土试块的抗压强度与弹性模量均在1-3腐蚀周期内逐渐上升,4-6周期持续降低;而劣化混凝土梁芯样的抗压强度在1-3周期呈增加趋势,损伤劣化混凝土梁芯样的抗压强度在1-3周期呈下降趋势。(2)提出钢筋力学性能与锈蚀率之间的退化规律:钢筋的锈蚀率随着腐蚀周期的增加逐渐加大,损伤劣化试验梁的钢筋锈蚀率大于劣化试验梁;且用统计回归方程建立了煤矿环境中劣化与损伤劣化梁钢筋的屈服强度、极限强度与锈蚀率之间的线性关系。(3)得到加固后钢筋混凝土梁的力学性能退化规律:1-3腐蚀周期内,采用梁底粘贴一层碳纤维布的加固方法基本能够满足平截面假定,充分发材料各自的优势,使混凝土梁破坏更贴合适筋梁破坏,且同时能有效提升钢筋混凝土梁的极限承载力和位移延性系数,极限承载力平均增幅为20%,位移延性系数平均增幅为30%;加固后劣化试验梁的刚度在不断增加,增速减缓,而加固后损伤劣化试验梁的刚度在不断降低。(4)综合课题组前期研究成果,考虑混凝土劣化和钢筋锈蚀等材料劣化对RC梁承载力的影响,本文初步给出了CFRP加固轻度劣化与损伤劣化梁修订的承载力计算公式。
【图文】：

照片,取芯,照片,抗压强度

（2）本混凝土立方体试块本试验为延土试块，分Figure 2-1块抗压强度延续性试验，，分别测定其第图 2-1 现场1 Field coring度因此对试第四周期至场取芯及检测g and detectio试验中制备等至第六周期的测碳化照片on of carbona等级为 C20的抗压强度ated photos0、C25 的两度。两种标准立立方

弹性模,模量,混凝土

X手元素含量分射线荧光手段，也是一Figure 2-2分析光谱分析一种重要的图 2-2 混2 Determinatio（X Ray Flu的表面/表层混凝土弹性模on of the elasuorescence，层分析方法。模量测定stic modulusXRF）是。本试验采of concrete是固体物质成采用此方法来成分分析的来测量混凝的常规凝土材
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU375.1

【参考文献】