树脂混凝土与钢之间界面剪切性能研究

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1、（申请工学硕士学位论文）树脂混凝土与钢之间界面剪切性能研究培养单位：理学院学科专业：工程力学研究生：周新伟指导教师：黄莉副教授2015年5月分类号密级UDC学校代码10497学位论文题目树脂混凝土与钢之间界面剪切性能研究英文Theresearchoftheshearpropertiesintheinterface题目betweenthePolymerConcreteandtheSteel研究生姓名周新伟姓名黄莉职称副教授学位博士指导教师单位名称理学院邮编430070申请学位级别工学硕士学科专业名称工程

2、力学论文提交日期2015年5月论文答辩日期2015年5月学位授予单位武汉理工大学学位授予日期答辩委员会主席李卓球评阅人教育部学位中心盲审教育部学位中心盲审2015年5月中文摘要当前的给排水管道应用中，预应力钢筒混凝土管道和玻璃钢夹砂管道是比较常用的两种管道。预应力钢筒混凝土管道具有高强度，高刚度，抗渗性好等优点，但其金属部分耐腐蚀性差。玻璃钢夹砂管道输送水能力高，耐腐蚀性好，但自身高度低。多基复合管道是结合预应力钢筒混凝土管道和玻璃钢夹砂管道的优点而设计的一种新型管道。其结构形式为：树脂混凝土内衬层，

3、钢套筒，混凝土结构层，预应力层和外保护层。管道在制备和服役过程中，内衬层与结构层界面易分层是一个有待解决的重要问题。本文是在国家863项目多基结构材料复合技术及在高压管制造中的应用（2013AA031306）的资助下，对树脂混凝土与钢之间的界面剪切性能进行研究，研究内容主要有以下几方面：1.研究树脂混凝土的制作工艺和级配对其自身力学性能的影响。力学性能包括树脂混凝土压缩强度和树脂混凝土压缩弹性模量。2.研究树脂混凝土的级配和不同的钢表面处理方法对树脂混凝土与钢之间界面剪切性能的影响。制作树脂混凝土与钢

4、的界面测试试样，通过单向拉伸剪切试验，测得界面的剪切强度。观察界面破坏现象，分析不同树脂混凝土级配和钢表面处理方法对界面剪切性能的影响。3.研究树脂混凝土与钢之间界面的计算表征。应用ANSYS软件采用界面单元法对试样的界面剪切试验进行模拟计算，通过计算结果与试验结果的比较，研究界面模型的有关计算参数，并得到了不同树脂混凝土级配和不同钢表面处理方法下的计算参数值，每组试样的计算参数均不相同，计算参数的不同反映出不同级配和不同钢表面处理方式下界面的剪切性能不同。4.对多基复合管道的外压载荷试验进行有限元计

5、算分析。用所获得的试验分析数据和ANSYS计算界面表征结果，计算界面在管道破坏时的最大剪切应力，分析界面强度能否满足管道设计和使用要求。本文研究成果对多基复合管道的制备工艺和设计有一定的指导意义和参考价值，对多基复合管道在工程实际中的应用提供一定的参考。关键词：多基复合管道，树脂混凝土，界面剪切强度，有限元计算IAbstractTherearetwotypesofpipewhichusedwidelyindrainsnamedPCCPandFRPpipe.PCCPhastheadvantagesofh

6、ighstrength,highstiffnessandgoodseal.Butontheotherhand,thiskindofpipehasn'tcorrosionresistance.ComparedwithPCCP,theFRPpipeishardtobecorrodedbutitsstiffnessisrelativelylower.Themulti-matrixescompositedpipeisanewtypeofpipewhichcombinedtheadvantagesofPCCPa

7、ndFRPpipe.Thispipecontainspolymerconcretelining,steelcylinder,coreconcrete,pre-stresssteelwireandprotectivecover.Duringtheproductionprocess,theinterfacebetweentheliningandstructurallayersmaybefailure.Tosolvethisproblem,thispaperfocusedontheinterfaceshea

8、rperformancebetweenthepolymerconcreteandsteelcylinderunderthenational863plan（2013AA031306）.Themainresearchcontentwasshowedasfollow:1.Thispaperhasdonelotsofresearchabouttheimpactfactorsoncompressivestrengthandelasticmodulusofthepo