FRP加固混凝土结构界面粘结力学行为分析

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1、长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数

2、据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日万方数据摘要碳纤维复合材料（Carbonfiberreinforcedpolymer，简称CFRP）加固技术具有工作性能提高显著、施工方便、加固成本低等优势，已在桥梁结构中得到了广泛的应用。然而CFRP与混凝土界面粘结机

3、理尚未被完全把握，因此针对CFRP与混凝土界面力学行为的研究已成为该领域的重点研究方向。本文对静力条件和疲劳荷载作用下CFRP-混凝土界面粘结行为进行了研究，建立了静力条件和疲劳荷载作用下外贴CFRP-混凝土界面粘结的数值模型。本文主要工作内容如下：（1）基于单剪试验对表征CFRP-混凝土界面粘结性能的三个重要参数界面破坏能G、最大剪切应力和胶层剪切刚度E进行了研究，考察了混凝土强度、ff胶层厚度和粘结长度等相关参数对界面力学行为的影响，拟合了界面破坏能、最大剪切应力与胶层剪切刚度、混凝土强度之间的函数关系。（2）用ANSYS建立了CFR

4、P-混凝土界面粘结性能的数值模型，通过数值分析考察了不同混凝土强度和胶层厚度等相关参数下界面破坏能等重要参数对粘结滑移关系的影响。（3）采用弹性损伤的一般理论和损伤断裂力学中的内聚力模型，与有限元法相结合，建立了能够精确模拟CFRP-混凝土界面损伤演化过程的数值模型，编制了相应的Umat用户子程序，给出了混凝土本构模型中损伤特性参数的取值。（4）在双剪疲劳试验的基础上，基于混凝土塑性损伤模型和双线性内聚力模型建立了一个能够模拟CFRP-混凝土界面疲劳行为的数值模型，得到了疲劳寿命的F-N曲线及其方程。关键词：CFRP；混凝土；加固；粘结行为

5、；数值模拟I万方数据ABSTRACTCarbon-fiberreinforcementtechnologyhassignificantlyincreasedperformance,convenientconstruction,lowcostadvantages,hasbeenwidelyappliedinbridgestructure.However,CFRPandconcreteinterfacebondingmechanismhasnotyetbeenfullygrasp,sothemechanicalbehaviorofCFRPand

6、concretehasbecomeanimportantresearchdirectioninthefield.ThestudyherefocusesonbondingperformanceofCFRPandconcreteunderstaticloadandfatigueload,establishednumericalmodelofCFRPandconcretebondinginterface.Inthispaper,themainworkcontentisasfollows:（1）Studyonthreeimportantparame

7、ters(theinterface,initialstiffness,themaximumshearstress,andtheinterfacefractureenergy)whichcharacterizeCFRP-concreteinterfacebondingpropertieswascarriedout.Atotalof13specimensweremanufactured,andsingleshearpullingtestswereconductedtoinvestigatetheinfluenceofconcretestreng

8、th,adhesivelayerthicknessandbondlengthontheinterfacialbondingbehavior.Basedonexperimental