纤维复材增强水泥基材料加固煤矿环境RC梁柱力学性能研究
发布时间：2021-05-27 08:10
煤矿安全生产及废弃矿区空间再利用都要求以钢筋混凝土（RC）结构为主的煤矿地面既有建（构）筑物保持较高的承载能力和可靠性,但煤矿地面RC结构服役10年左右即发生损伤劣化,需要修复加固。粘贴纤维复材加固方法在煤矿应用较多,应用纤维水泥基材料代替环氧树脂胶可以克服其耐久性方面的问题,但工程应用可行性和机理还不明确。本文基于前期基础,采用物理试验、数值计算与理论研究相结合方法,研究了煤矿环境与荷载耦合作用下RC材料力学性能退化规律及劣化混凝土与锈蚀钢筋复合作用机理和RC梁、柱力学性能退化规律及影响因素,研制出适用于劣化RC梁、柱加固用的碳纤维水泥基材料（CFRCM）,研究了CFRCM粘贴碳纤维布或编织网与劣化混凝土界面粘结性能和粘结剪切力模型,探究了纤维复材增强水泥基材料加固劣化RC梁、柱力学性能增强规律及承载力模型,开展了一系列的试验和理论研究工作。主要内容和创新成果如下:1.揭示了煤矿环境与荷载耦合作用下RC材料性能退化规律及劣化混凝土与锈蚀钢筋复合作用机理,建立了劣化混凝土与锈蚀变形钢筋间粘结性能退化模型。拟合得到混凝土中性化深度、抗压强度、弹性模量的时间函数以及钢筋名义屈服强度和极限强...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：189 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 煤矿环境与荷载耦合作用下RC材料性能研究现状
1.3 煤矿环境与荷载耦合作用下RC梁柱力学性能研究现状
1.4 碳纤维水泥基材料性能研究现状
1.5 纤维复材增强水泥基材料与混凝土界面粘结性能研究现状
1.6 纤维复材增强水泥基材料加固RC梁力学性能研究现状
1.7 纤维复材增强水泥基材料加固RC柱力学性能研究现状
1.8 纤维复材增强水泥基材料加固RC梁柱力学模型研究现状
1.9 需要进一步研究的问题
1.10 研究目标、内容及技术路线
2 总体研究方案设计
2.1 原材料性能及混凝土配合比设计
2.2 煤矿环境与荷载耦合作用设计
2.3 试验研究方案
2.4 理论研究方案
3 煤矿环境与荷载耦合作用下RC材料性能
3.1 试验过程及结果
3.2 混凝土性能退化规律
3.3 钢筋性能退化规律
3.4 劣化混凝土与锈蚀钢筋间复合作用机理
3.5 劣化混凝土与锈蚀钢筋间粘结力模型
3.6 本章小结
4 煤矿环境与荷载耦合作用下RC梁力学性能
4.1 试验过程及结果
4.2 劣化特征
4.3 受力破坏形态
4.4 承载能力退化规律
4.5 变形能力演变规律
4.6 材料劣化对RC梁力学性能的影响
4.7 劣化RC梁抗剪承载力模型
4.8 本章小结
5 煤矿环境与荷载耦合作用下大偏心受压RC柱力学性能
5.1 试验过程及结果
5.2 劣化特征
5.3 受力破坏形态
5.4 承载能力退化规律
5.5 变形能力演变规律
5.6 材料劣化对大偏心受压RC柱力学性能的影响
5.7 大偏心受压劣化RC柱承载力模型
5.8 本章小结
6 纤维复材增强水泥基材料与劣化混凝土界面粘结性能
6.1 试验过程及结果
6.2 碳纤维水泥基材料力学性能
6.3 正拉粘结性能
6.4 双面剪切性能
6.5 粘结剪切力模型
6.6 本章小结
7 纤维复材增强水泥基材料加固劣化RC梁力学性能
7.1 试验过程及结果
7.2 受力破坏形态
7.3 承载能力增强规律
7.4 变形能力演变规律
7.5 刚度增强规律
7.6 本章小结
8 纤维复材增强水泥基材料加固劣化大偏心受压RC柱力学性能
8.1 试验过程及结果
8.2 受力破坏形态
8.3 承载能力增强规律
8.4 变形能力演变规律
8.5 刚度增强规律
8.6 本章小结
9 纤维复材增强水泥基材料加固劣化RC梁柱力学模型
9.1 纤维复材类型对加固劣化RC梁柱力学性能的影响
9.2 纤维复材用量对加固RC梁力学性能的影响
9.3 纤维复材增强水泥基材料加固RC梁力学模型
9.4 纤维复材增强水泥基材料加固大偏心受压RC柱力学模型
9.5 本章小结
10 结论与展望
10.1 主要结论
10.2 主要创新点
10.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]锈蚀钢筋混凝土柱承载力退化机理[J]. 陈少杰,任建喜,李强. 西安科技大学学报. 2018(01)
[2]TRC与老混凝土界面黏结力破坏模型[J]. 尹世平,赵璐,李鹏昊. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]FRP片材加固的钢筋混凝土梁短期刚度试验与理论研究[J]. 陈绪军,李华锋,朱晓娥. 建筑结构学报. 2018(01)
[4]钢筋黏结性能对钢筋混凝土梁抗剪性能影响[J]. 杨成,张瀚引,熊文,薛昕. 厦门大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]纵筋锈蚀对钢筋混凝土梁抗剪性能影响[J]. 戴明江,杨鸥,肖岩. 工业建筑. 2016(11)
[6]碳纤维布加固不同锈蚀率钢筋混凝土梁抗弯性能研究[J]. 王磊,吴翔,夏海龙,张鑫. 科学技术与工程. 2016(17)
[7]荷载和环境共同作用下混凝土中氯离子传输的试验研究[J]. 付传清,屠一军,金贤玉,张俊芝,闫东明. 水利学报. 2016(05)
[8]箍筋锈蚀对钢筋混凝土梁承载机理影响的试验研究[J]. 董卫,苏志敏,杨华舒,武亮,大下英吉,叶嘉兵. 建筑结构. 2016(06)
[9]不同纤维增强水泥基复合材料的基本力学性能研究[J]. 王文炜,况宇亮,田俊,郑宇宙,陈宇新. 应用基础与工程科学学报. 2016(01)
[10]CFRP加固中（重）度劣化钢筋混凝土梁抗弯性能[J]. 周淑春,吕恒林,吴元周,高娟. 中国矿业大学学报. 2016(01)
硕士论文
[1]煤矿环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土柱力学性能退化规律研究[D]. 彭浩.中国矿业大学 2017
[2]煤矿环境与荷载耦合下CFRP加固RC梁力学性能研究[D]. 赵计妍.中国矿业大学 2017
[3]煤矿环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土梁力学性能退化规律研究[D]. 张志刚.中国矿业大学 2016
本文编号：3207224
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：189 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 煤矿环境与荷载耦合作用下RC材料性能研究现状
1.3 煤矿环境与荷载耦合作用下RC梁柱力学性能研究现状
1.4 碳纤维水泥基材料性能研究现状
1.5 纤维复材增强水泥基材料与混凝土界面粘结性能研究现状
1.6 纤维复材增强水泥基材料加固RC梁力学性能研究现状
1.7 纤维复材增强水泥基材料加固RC柱力学性能研究现状
1.8 纤维复材增强水泥基材料加固RC梁柱力学模型研究现状
1.9 需要进一步研究的问题
1.10 研究目标、内容及技术路线
2 总体研究方案设计
2.1 原材料性能及混凝土配合比设计
2.2 煤矿环境与荷载耦合作用设计
2.3 试验研究方案
2.4 理论研究方案
3 煤矿环境与荷载耦合作用下RC材料性能
3.1 试验过程及结果
3.2 混凝土性能退化规律
3.3 钢筋性能退化规律
3.4 劣化混凝土与锈蚀钢筋间复合作用机理
3.5 劣化混凝土与锈蚀钢筋间粘结力模型
3.6 本章小结
4 煤矿环境与荷载耦合作用下RC梁力学性能
4.1 试验过程及结果
4.2 劣化特征
4.3 受力破坏形态
4.4 承载能力退化规律
4.5 变形能力演变规律
4.6 材料劣化对RC梁力学性能的影响
4.7 劣化RC梁抗剪承载力模型
4.8 本章小结
5 煤矿环境与荷载耦合作用下大偏心受压RC柱力学性能
5.1 试验过程及结果
5.2 劣化特征
5.3 受力破坏形态
5.4 承载能力退化规律
5.5 变形能力演变规律
5.6 材料劣化对大偏心受压RC柱力学性能的影响
5.7 大偏心受压劣化RC柱承载力模型
5.8 本章小结
6 纤维复材增强水泥基材料与劣化混凝土界面粘结性能
6.1 试验过程及结果
6.2 碳纤维水泥基材料力学性能
6.3 正拉粘结性能
6.4 双面剪切性能
6.5 粘结剪切力模型
6.6 本章小结
7 纤维复材增强水泥基材料加固劣化RC梁力学性能
7.1 试验过程及结果
7.2 受力破坏形态
7.3 承载能力增强规律
7.4 变形能力演变规律
7.5 刚度增强规律
7.6 本章小结
8 纤维复材增强水泥基材料加固劣化大偏心受压RC柱力学性能
8.1 试验过程及结果
8.2 受力破坏形态
8.3 承载能力增强规律
8.4 变形能力演变规律
8.5 刚度增强规律
8.6 本章小结
9 纤维复材增强水泥基材料加固劣化RC梁柱力学模型
9.1 纤维复材类型对加固劣化RC梁柱力学性能的影响
9.2 纤维复材用量对加固RC梁力学性能的影响
9.3 纤维复材增强水泥基材料加固RC梁力学模型
9.4 纤维复材增强水泥基材料加固大偏心受压RC柱力学模型
9.5 本章小结
10 结论与展望
10.1 主要结论
10.2 主要创新点
10.3 展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]锈蚀钢筋混凝土柱承载力退化机理[J]. 陈少杰,任建喜,李强. 西安科技大学学报. 2018(01)
[2]TRC与老混凝土界面黏结力破坏模型[J]. 尹世平,赵璐,李鹏昊. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]FRP片材加固的钢筋混凝土梁短期刚度试验与理论研究[J]. 陈绪军,李华锋,朱晓娥. 建筑结构学报. 2018(01)
[4]钢筋黏结性能对钢筋混凝土梁抗剪性能影响[J]. 杨成,张瀚引,熊文,薛昕. 厦门大学学报(自然科学版). 2016(06)
[5]纵筋锈蚀对钢筋混凝土梁抗剪性能影响[J]. 戴明江,杨鸥,肖岩. 工业建筑. 2016(11)
[6]碳纤维布加固不同锈蚀率钢筋混凝土梁抗弯性能研究[J]. 王磊,吴翔,夏海龙,张鑫. 科学技术与工程. 2016(17)
[7]荷载和环境共同作用下混凝土中氯离子传输的试验研究[J]. 付传清,屠一军,金贤玉,张俊芝,闫东明. 水利学报. 2016(05)
[8]箍筋锈蚀对钢筋混凝土梁承载机理影响的试验研究[J]. 董卫,苏志敏,杨华舒,武亮,大下英吉,叶嘉兵. 建筑结构. 2016(06)
[9]不同纤维增强水泥基复合材料的基本力学性能研究[J]. 王文炜,况宇亮,田俊,郑宇宙,陈宇新. 应用基础与工程科学学报. 2016(01)
[10]CFRP加固中（重）度劣化钢筋混凝土梁抗弯性能[J]. 周淑春,吕恒林,吴元周,高娟. 中国矿业大学学报. 2016(01)
硕士论文
[1]煤矿环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土柱力学性能退化规律研究[D]. 彭浩.中国矿业大学 2017
[2]煤矿环境与荷载耦合下CFRP加固RC梁力学性能研究[D]. 赵计妍.中国矿业大学 2017
[3]煤矿环境与荷载耦合作用下钢筋混凝土梁力学性能退化规律研究[D]. 张志刚.中国矿业大学 2016
本文编号：3207224
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