粗糙度对FRP-混凝土界面黏结性能的影响

为了揭示混凝土表面粗糙度对FRP-混凝土界面黏结性能的影响,以灌砂法实现混凝土表面的粗糙度量化评定,完成了6种界面粗糙程度的FRP-混凝土试件界面的单剪试验,探讨了混凝土表面粗糙度对FRP-混凝土界面极限黏结力、黏结强度以及黏结滑移曲线的影响规律.研究结果表明:粗糙度为0.44的试件界面黏结性能最好,极限黏结力和黏结强度较粗糙度为0.25的试件分别提高36%～51%和124%～221%.文中还建立了基于粗糙度参数的界面有效黏结长度计算模型,发现有效黏结长度在6种界面上随粗糙度的增加总体呈降低的趋势;粗糙度小于0.56时,试件界面黏结滑移曲线在脆性区间的刚度相差无几,界面越粗糙,脆性区间越窄,而在塑性阶段,6种界面试件的黏结滑移曲线以不同斜率下降,最终发生剥离破坏时的滑移值为0.04～0.37 mm.     

装配式节段梁UHPC湿接缝界面力学性能数值模拟分析

为解决装配式节段梁菱形湿接缝抗剪性能弱、接缝界面易剥离、耐久性差等诸多工程实际问题,设计了一种“干”字形超高性能混凝土(UHPC)湿接缝,采用ABAQUS有限元软件分析接缝构造形式、接缝配筋率和接缝结合面粗糙度对UHPC湿接缝界面力学性能影响规律.研究结果表明：基于Traction-Separation结合面的有限元模型可较好模拟节段梁湿接缝界面力学性能;提出的“干”字形接缝界面力学性能显著优于菱形接缝,界面切向剪应力集中面积远小于菱形接缝,正弯矩受拉区钢筋和UHPC剥离位移最大可减小约83.7%;“干”字形湿接缝界面黏结正应力并不随着配筋率增加而同比例提高,配筋率对界面切向剪应力影响呈双峰效应;湿接缝配筋率建议取4.8%;配筋率和界面粗糙度对湿接缝界面法向剥离位移影响较小,可忽略不计.     

灰色模糊理论的高精度地质超前预报评价方法

为提高软弱破碎围岩地质预报精度,采用几何光学传播理论、灰色系统理,提出了隧道施工中针对软弱破碎带围岩超前预测的综合评定方法.以岩土工程材料为研究对象,对传统"薄层的物理模型"进行改进,即认为电磁波在传播过程中电磁介质的非平面性,基于能量理论将地质雷达反射波褶积合成,形成修正后的雷达合成信号;同时运用灰色系统理论针对隧道监控量测中多项数据与地表沉降、拱顶沉降的相关性分析.最后以在建隧道工程为例进行验证分析,研究结果表明:该超前地质预报评定方法能准确预报前方不良地质条件的位置,且预报位置提前,最大误差仅为9.4%,表明该方法可以作为不良地质条件下超前预报的手段,可以供工程参照使用.     

细观损伤理论的非均质混凝土梁开裂模型

针对传统等效裂缝模型无法与细观损伤理论联系起来,多尺度分析裂缝开展的问题.采用以挠度为自变量的三点弯曲梁损伤计算方法,依据宏观断裂力学和细观损伤理论,根据两参数的Weibull分布理论,将细观损伤本构模型运用描述宏观断裂力学行为,并建立改进的混凝土梁开裂模型.并结合三点弯曲梁试验数据,同时利用ANSYS分析软件对开裂过程进行数值模拟.研究结果表明:采用改进的混凝土梁开裂模型数值模拟结果和试验数据吻合良好,表明该模型能准确描述混凝土梁的开裂,可以作为评价混凝土梁开裂与否的理论判据.     

基于两参数的FRP-混凝土界面黏结滑移本构关系研究

为了解决纤维增强复合材料(FRP)-混凝土(以下简称RC)界面应力-滑移本构关系中参数多,且不利于工程测量的问题,设计一组具有不同混凝土强度(C30、C40、C50)且每一强度有6种不同界面粗糙程度的混凝土试件共计54个,通过单剪试验,并结合118组已有试验数据对界面参数进行精简,选择了更适合工程应用的两参数来表达RC界面本构关系.结果表明:采用改进后的两参数(混凝土抗压强度f_c、混凝土表面粗糙度f_i)来反映C30、C40、C50的RC界面黏结应力-滑移本构关系要优于现有大多数模型,f_c对本构关系的贡献要大于f_i.所提本构关系理论计算值小于实测值,最大误差为9%,具有一定安全储备,有利于工程实际应用.