外贴CFRP-混凝土界面粘结性能有限元分析
发布时间：2021-10-24 14:57
近年来,CFRP加固混凝土技术以其良好的加固效果得到结构加固领域的广泛关注。CFRP-混凝土界面的粘结性能直接决定加固的效果,且CFRP-混凝土界面的粘结性能受到材料本身、环境作用等因素的影响。此外,CFRP加固混凝土存在界面过早剥离的问题,严重影响加固效果。因此,全面地研究各种情况下CFRP-混凝土界面的粘结性能具有重要意义。本文在现有试验研究的基础上,对CFRP-混凝土界面的粘结性能进行了有限元分析和研究,主要研究内容和成果如下:（1）CFRP-混凝土界面粘结性能有限元分析。以本课题组试验采用的双面剪切试件为研究对象,基于内聚力模型对CFRP-混凝土界面剥离破坏过程进行了较为准确的模拟分析。通过对有限元模拟得到的端部荷载-滑移曲线进行分析,可将界面剥离破坏过程分为弹性阶段、失稳阶段和剥离阶段。通过对各发展阶段的CFRP拉应力、界面剪应力及混凝土应力分布进行分析,将界面损伤演化过程详细地分为弹性阶段、软化-弹性阶段、剥离-软化-弹性阶段和剥离-软化阶段。并从理论角度分别对以上四个阶段的CFRP应力、界面剪应力演化规律进行了理论分析推导,其解析解可以较好地反应CFRP-混凝土界面的剥离...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CFRP-混凝土界面破坏形式
?镣ü?翰憬?姓辰幔?诮缑娌阌扇?至ρ?阅?差异较大的材料组成，且部分力学参数是连续的，部分参数是间断的。通常结合材料的破坏一般发生在界面层中的较薄弱层。因此，准确分析界面层及其附近的应力分布对研究CFRP-混凝土界面力学行为具有重要意义。针对复杂的界面问题，一般的处理方法是将复杂界面问题简化为界面力学模型，通过对能反映界面受力和变形的力学参数进行分析，获得界面性能的宏观评价参数和强度特性指标。力学模型建立可以分为以下两种情况，一种是当界面层较薄且基本为平面时，可将界面直接简化为平面，如图2-1（a）所示；另一种是当界面层有一定的厚度且有稳定的中间层时，可将中间层和上下两种材料间界面简化为平面，如图2-1（b）所示。（a）界面层较薄且基本为平面（b）界面层较厚且具有稳定中间层图2-1界面力学模型在工程和试验中发现，材料间不一定有明确的界面，且破坏层的出现也有多种可能，具体破坏形态与材料属性以及加载方式等因素有着明显关联。此时，可以把界面层理解为被结合母材之间的约束层，因此单独考虑这种约束关系，也可以将界面模型简化为弹簧模型。弹簧模型即采用线性或非线性的法向和切向弹簧来表征被结合母材之间的相互约束，这种模型最开始应用于界面动力学特性的研究分析中[53]，后来也被应用到了界面的破坏分析中。其特点是界面处的面力是连续的，但位移是不连续的。因此，弹簧模型适用于描述界面层较软的界面。
基本
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐环境下CFRP-混凝土界面黏结强度试验研究[J]. 刘生纬,赵建昌,张家玮,王作伟,杨子江. 铁道学报. 2019(01)
[2]硫酸盐侵蚀混凝土内外影响因素及影响机理研究进展[J]. 仵江涛,何锐,王笑风,杨博,王振军. 硅酸盐通报. 2019(01)
[3]CFRP与混凝土界面黏结滑移性能试验研究[J]. 尹润平,朱玉雪,张帅,王建,王健. 硅酸盐通报. 2018(10)
[4]基于双剪试验CFRP-混凝土界面黏结性能影响因素研究[J]. 孙家国,谷艳玲,尹秋雨. 混凝土与水泥制品. 2018(09)
[5]硫酸盐作用下后贴CFRP-混凝土界面黏结强度试验研究[J]. 李凯,张家玮,刘生纬,刘润东,张晨宇. 混凝土. 2018(03)
[6]CFRP-混凝土黏结界面的剪切滑移性能[J]. 胡晔,陈力,方秦,郑康,高飞. 南京工业大学学报(自然科学版). 2017(05)
[7]混凝土线弹性断裂力学的产生及其不足[J]. 柏湘. 门窗. 2017(04)
[8]建筑物加固改造工程新技术[J]. 张鑫,闫凯. 工程建设标准化. 2016(10)
[9]断裂力学判据的评述[J]. 嵇醒. 力学学报. 2016(04)
[10]基于粘结单元的FRP-混凝土粘结界面的数值分析[J]. 李伟文,彭伟,杨泳,宋徽. 防灾减灾工程学报. 2016(01)
博士论文
[1]硫酸盐环境下CFRP-混凝土界面粘结性能退化规律及劣化机理研究[D]. 刘生纬.兰州交通大学 2018
[2]湿热环境下CFL-混凝土界面粘结—滑移机理研究[D]. 郑小红.华南理工大学 2014
[3]环境与荷载共同作用下FRP加固混凝土耐久性[D]. 李杉.大连理工大学 2009
[4]荷载和恶劣环境下FRP增强结构耐久性研究[D]. 胡安妮.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]不同机制下混凝土内SO42-传输—劣化机理研究[D]. 黄冬.中国矿业大学 2019
[2]碳纤维布加固钢筋混凝土梁的力学性能研究[D]. 赵梦强.安徽建筑大学 2017
[3]金属橡胶元件粘接强度与破坏的有限元数值模拟研究[D]. 蔡鹏.湘潭大学 2017
[4]基于CZM的FRP-混凝土界面有限元分析[D]. 杨志泉.大连理工大学 2016
[5]冻融循环作用下CFRP-高强混凝土界面行为研究[D]. 张雨剑.大连理工大学 2016
[6]海洋环境下CFRP-混凝土界面粘结疲劳性能试验研究[D]. 赵莹莹.青岛理工大学 2015
[7]海洋环境下CFRP-高性能混凝土界面粘结性能试验研究[D]. 樊付权.青岛理工大学 2015
[8]长期浸泡下混凝土硫酸盐传输—劣化机理研究[D]. 田浩.深圳大学 2015
[9]FRP加固混凝土结构界面粘结力学行为研究[D]. 高勇.长沙理工大学 2015
[10]冻融循环下CFRP加固高性能混凝土结构性能研究[D]. 张凯.青岛理工大学 2014
本文编号：3455481
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
CFRP-混凝土界面破坏形式
?镣ü?翰憬?姓辰幔?诮缑娌阌扇?至ρ?阅?差异较大的材料组成，且部分力学参数是连续的，部分参数是间断的。通常结合材料的破坏一般发生在界面层中的较薄弱层。因此，准确分析界面层及其附近的应力分布对研究CFRP-混凝土界面力学行为具有重要意义。针对复杂的界面问题，一般的处理方法是将复杂界面问题简化为界面力学模型，通过对能反映界面受力和变形的力学参数进行分析，获得界面性能的宏观评价参数和强度特性指标。力学模型建立可以分为以下两种情况，一种是当界面层较薄且基本为平面时，可将界面直接简化为平面，如图2-1（a）所示；另一种是当界面层有一定的厚度且有稳定的中间层时，可将中间层和上下两种材料间界面简化为平面，如图2-1（b）所示。（a）界面层较薄且基本为平面（b）界面层较厚且具有稳定中间层图2-1界面力学模型在工程和试验中发现，材料间不一定有明确的界面，且破坏层的出现也有多种可能，具体破坏形态与材料属性以及加载方式等因素有着明显关联。此时，可以把界面层理解为被结合母材之间的约束层，因此单独考虑这种约束关系，也可以将界面模型简化为弹簧模型。弹簧模型即采用线性或非线性的法向和切向弹簧来表征被结合母材之间的相互约束，这种模型最开始应用于界面动力学特性的研究分析中[53]，后来也被应用到了界面的破坏分析中。其特点是界面处的面力是连续的，但位移是不连续的。因此，弹簧模型适用于描述界面层较软的界面。
基本
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫酸盐环境下CFRP-混凝土界面黏结强度试验研究[J]. 刘生纬,赵建昌,张家玮,王作伟,杨子江. 铁道学报. 2019(01)
[2]硫酸盐侵蚀混凝土内外影响因素及影响机理研究进展[J]. 仵江涛,何锐,王笑风,杨博,王振军. 硅酸盐通报. 2019(01)
[3]CFRP与混凝土界面黏结滑移性能试验研究[J]. 尹润平,朱玉雪,张帅,王建,王健. 硅酸盐通报. 2018(10)
[4]基于双剪试验CFRP-混凝土界面黏结性能影响因素研究[J]. 孙家国,谷艳玲,尹秋雨. 混凝土与水泥制品. 2018(09)
[5]硫酸盐作用下后贴CFRP-混凝土界面黏结强度试验研究[J]. 李凯,张家玮,刘生纬,刘润东,张晨宇. 混凝土. 2018(03)
[6]CFRP-混凝土黏结界面的剪切滑移性能[J]. 胡晔,陈力,方秦,郑康,高飞. 南京工业大学学报(自然科学版). 2017(05)
[7]混凝土线弹性断裂力学的产生及其不足[J]. 柏湘. 门窗. 2017(04)
[8]建筑物加固改造工程新技术[J]. 张鑫,闫凯. 工程建设标准化. 2016(10)
[9]断裂力学判据的评述[J]. 嵇醒. 力学学报. 2016(04)
[10]基于粘结单元的FRP-混凝土粘结界面的数值分析[J]. 李伟文,彭伟,杨泳,宋徽. 防灾减灾工程学报. 2016(01)
博士论文
[1]硫酸盐环境下CFRP-混凝土界面粘结性能退化规律及劣化机理研究[D]. 刘生纬.兰州交通大学 2018
[2]湿热环境下CFL-混凝土界面粘结—滑移机理研究[D]. 郑小红.华南理工大学 2014
[3]环境与荷载共同作用下FRP加固混凝土耐久性[D]. 李杉.大连理工大学 2009
[4]荷载和恶劣环境下FRP增强结构耐久性研究[D]. 胡安妮.大连理工大学 2007
硕士论文
[1]不同机制下混凝土内SO42-传输—劣化机理研究[D]. 黄冬.中国矿业大学 2019
[2]碳纤维布加固钢筋混凝土梁的力学性能研究[D]. 赵梦强.安徽建筑大学 2017
[3]金属橡胶元件粘接强度与破坏的有限元数值模拟研究[D]. 蔡鹏.湘潭大学 2017
[4]基于CZM的FRP-混凝土界面有限元分析[D]. 杨志泉.大连理工大学 2016
[5]冻融循环作用下CFRP-高强混凝土界面行为研究[D]. 张雨剑.大连理工大学 2016
[6]海洋环境下CFRP-混凝土界面粘结疲劳性能试验研究[D]. 赵莹莹.青岛理工大学 2015
[7]海洋环境下CFRP-高性能混凝土界面粘结性能试验研究[D]. 樊付权.青岛理工大学 2015
[8]长期浸泡下混凝土硫酸盐传输—劣化机理研究[D]. 田浩.深圳大学 2015
[9]FRP加固混凝土结构界面粘结力学行为研究[D]. 高勇.长沙理工大学 2015
[10]冻融循环下CFRP加固高性能混凝土结构性能研究[D]. 张凯.青岛理工大学 2014
本文编号：3455481
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