FRP-混凝土界面黏结滑移关系研究进展
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２０１６ 年 第 ８ 期 （总 第 ３２２ 期 ） Ｎｕｍ ｂｅｒ ８ ｉｎ ２０１６（Ｔｏｔａ１ Ｎｏ．３２２）
混
凝
土
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
理 论 研 究
ＴＨＥ０ＲＥＴＩＣＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
ＦＲＰ一混凝土界面黏结滑移 关系研 究进展
童谷 生 。艾 博 雯 （华东 交通 大 学 土 木建 筑 学院 ，江西 南 昌 ３３００１３）
摘 要 ： 黏 结滑 移关 系是研 究 ＦＲＰ～混凝 土界 面性 能 的基 础 ，是 构建 有 限元 分 析 与黏 结 强度 模 型 的必 要条 件 。近 年来 国 内外众 多研 究 人员 针 对 于 ＦＲＰ一混凝 土 界 面的 黏结 滑移 关 系 做 了大 量 的试 验 与理 论研 究 ，但 是 ，目前 研究 结 果 尚未 统 一定 论 。通 过 介绍 黏结 滑 移关 系 及其 主 要 的 ４种 获取 方 法 ，来 了解黏 结 滑移 关 系 的形成 。同时 ，总 结 了 ３种 黏结 滑移 模 型 的建 立 的原 理 ，列 出各 类 黏结 滑移 模型 。之后 归纳 了黏 结滑 移关 系 中多个 对 界面有 影 响 的参 数 ，并进 行相 关探 讨 。最后 ，对 上述 理论 进行 总结 ，并对 黏结 滑 移关 系研 究发 展趋 势作 出展 望 。 关键 词 ： 黏结 滑移 关 系 ；ＦＲＰ一混凝 土 ；获取 方法 ；黏 结滑 移模 型 中图 分类 号 ： ＴＵ５２８．叭 文献 标志 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １００２—３５５０（２０１６）０８—０００１—０７
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｄｖａｎｃｅ ｏｆ ＦＲＰ－－ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｂｏｎｄ－－ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
ＴＯＮＧ Ｇｕｓｈｅｎｇ，Ａ ＩＢｏｗｅБайду номын сангаас
（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＣｉｖｉｌ ａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＥａｓｔＣｈｉｎａ ＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｃｈａｎｇ ３３００１３，Ｃｈｉｎａ）
收稿 日期 ：２０１５—０９—２６ 基 金项 目： 国家 自然科 学基 金项 目（１１２４２００６，１１４６２００５）
方面进行综述 ，综合分析 了已有研究结果和结 论 ，并 探讨 了现今黏结 滑移曲线研究 中存在 的问题 ，指 出进一 步研 究 方 向 。
１ ＦＲＰ一混 凝 土 界 面 黏 结 滑 移 关 系及 主 要 的 ４种 获 取 方 法
０ 引 言
纤维增强复合材料 （ｆ ｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒ，简称 ＦＲＰ） 作为一种新 型的建筑材料 ，由于其轻质 、高强 、耐腐蚀等优 点 ，受到建筑工程领域的广泛关注。目前 ，ＦＲＰ用于建筑结 构组合主要是通过环氧树脂将 ＦＲＰ与混凝 土黏结 成一个 整体 ，形成一个统一受力 的系统。在此系统界面中 ，破坏形 式往往 为黏结滑移造成 的剥离破坏 ，而这种剥离破坏属于 脆 性 破 坏 ，发 生 前无 明显 征 兆 ，破 坏 时 ＦＲＰ上 的应 变 处 于 较低水平 ，剥离破坏 的产生会造成黏结性能的降低以及材 料的浪费 。为了更准确预测 ＦＲＰ一混凝土的剥离破坏 ，必须 确定合适 的黏结滑移关 系。虽然 国内外研究 人员［１－５４］推导 了众多 ＦＲＰ与混凝土的黏结滑移关 系 ，但 由于 ＦＲ＿Ｐ一混凝 土界面材料 的不均匀 、不连续性 ，使得研究结果至今 尚未 统一定 论 ，因此研究 ＦＲＰ一混凝土的黏结滑移关系仍然是 当今 ＦＲＰ研究的重点与难点 。本研究从 ＦＲＰ一混凝土黏结 滑移关系的数据获取 、曲线形成及曲线 内各种参数影 响等
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｓｔ ｕ ｄｙｉｎｇ ｔ ｈ ｅ ｉｎｔｅｒｒａｃｉａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＦＲＰ－ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔ ｈ ｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｂｏｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｍ ｏｄｅ１．Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｍａｎｙ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｈａｖｅ ｄｏｎｅ ａ ｋ）ｔ ｏｆｅｘｐｅｆｉｍ ｅｎｔ￣ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｆ ｉｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆＦＲＰ—ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｈｏｗ ｅｖｅｒ．ａｔ ｐｒｅｓｅｎ ｔ ．ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅ— ｓｕｉｔｓ ｈａｖｅ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｕｎｉｆｉｅｄ ｙｅｔ．Ｔｈｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｎｄ ｔｈｅ ｍ ａｉｎ ｆ ｏ ｕｒ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａ ｒ ｅ ｉｎｔ ｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｕ ｎ ｄｅｒｓｔａ ｎ ｄ ｈｏｗ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈ ｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｄａｔａ．Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓａｍｅ ｔｉｍ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｍ ｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｓｕｍｍ ａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｍ ｏｄｅｌ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｔｈａｔ ａｆｆｅｃｔ ｔ ｈｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｒｅ ｓｕｍｍ ａｒｉｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔ ｈ ｅ ａｂｏｖｅ ｔｈｅｏｒ ｙ ｉｓ ｓｕｍｍ ａｄｚｅｄ，ａｎｄ ｔ ｈｅ ｄｅｖｅｌ— ｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａ ｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｓ ｍａｄｅ． Ｋｅｙ ｗ ｏｒｄｓ： ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ；ＦＲＰ－ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｍ ｅｔｈｏｄｓ；ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｍ ｏｄｅｌ
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理 论 研 究
ＴＨＥ０ＲＥＴＩＣＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
ＦＲＰ一混凝土界面黏结滑移 关系研 究进展
童谷 生 。艾 博 雯 （华东 交通 大 学 土 木建 筑 学院 ，江西 南 昌 ３３００１３）
摘 要 ： 黏 结滑 移关 系是研 究 ＦＲＰ～混凝 土界 面性 能 的基 础 ，是 构建 有 限元 分 析 与黏 结 强度 模 型 的必 要条 件 。近 年来 国 内外众 多研 究 人员 针 对 于 ＦＲＰ一混凝 土 界 面的 黏结 滑移 关 系 做 了大 量 的试 验 与理 论研 究 ，但 是 ，目前 研究 结 果 尚未 统 一定 论 。通 过 介绍 黏结 滑 移关 系 及其 主 要 的 ４种 获取 方 法 ，来 了解黏 结 滑移 关 系 的形成 。同时 ，总 结 了 ３种 黏结 滑移 模 型 的建 立 的原 理 ，列 出各 类 黏结 滑移 模型 。之后 归纳 了黏 结滑 移关 系 中多个 对 界面有 影 响 的参 数 ，并进 行相 关探 讨 。最后 ，对 上述 理论 进行 总结 ，并对 黏结 滑 移关 系研 究发 展趋 势作 出展 望 。 关键 词 ： 黏结 滑移 关 系 ；ＦＲＰ一混凝 土 ；获取 方法 ；黏 结滑 移模 型 中图 分类 号 ： ＴＵ５２８．叭 文献 标志 码 ： Ａ 文 章编 号 ： １００２—３５５０（２０１６）０８—０００１—０７
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｄｖａｎｃｅ ｏｆ ＦＲＰ－－ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｂｏｎｄ－－ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
ＴＯＮＧ Ｇｕｓｈｅｎｇ，Ａ ＩＢｏｗｅБайду номын сангаас
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收稿 日期 ：２０１５—０９—２６ 基 金项 目： 国家 自然科 学基 金项 目（１１２４２００６，１１４６２００５）
方面进行综述 ，综合分析 了已有研究结果和结 论 ，并 探讨 了现今黏结 滑移曲线研究 中存在 的问题 ，指 出进一 步研 究 方 向 。
１ ＦＲＰ一混 凝 土 界 面 黏 结 滑 移 关 系及 主 要 的 ４种 获 取 方 法
０ 引 言
纤维增强复合材料 （ｆ ｉｂｅｒ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｐｏｌｙｍｅｒ，简称 ＦＲＰ） 作为一种新 型的建筑材料 ，由于其轻质 、高强 、耐腐蚀等优 点 ，受到建筑工程领域的广泛关注。目前 ，ＦＲＰ用于建筑结 构组合主要是通过环氧树脂将 ＦＲＰ与混凝 土黏结 成一个 整体 ，形成一个统一受力 的系统。在此系统界面中 ，破坏形 式往往 为黏结滑移造成 的剥离破坏 ，而这种剥离破坏属于 脆 性 破 坏 ，发 生 前无 明显 征 兆 ，破 坏 时 ＦＲＰ上 的应 变 处 于 较低水平 ，剥离破坏 的产生会造成黏结性能的降低以及材 料的浪费 。为了更准确预测 ＦＲＰ一混凝土的剥离破坏 ，必须 确定合适 的黏结滑移关 系。虽然 国内外研究 人员［１－５４］推导 了众多 ＦＲＰ与混凝土的黏结滑移关 系 ，但 由于 ＦＲ＿Ｐ一混凝 土界面材料 的不均匀 、不连续性 ，使得研究结果至今 尚未 统一定 论 ，因此研究 ＦＲＰ一混凝土的黏结滑移关系仍然是 当今 ＦＲＰ研究的重点与难点 。本研究从 ＦＲＰ一混凝土黏结 滑移关系的数据获取 、曲线形成及曲线 内各种参数影 响等
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｓ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｓｔ ｕ ｄｙｉｎｇ ｔ ｈ ｅ ｉｎｔｅｒｒａｃｉａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ＦＲＰ－ｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔ ｈ ｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｂｏｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｍ ｏｄｅ１．Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｍａｎｙ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓ ａｔ ｈｏｍｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ｈａｖｅ ｄｏｎｅ ａ ｋ）ｔ ｏｆｅｘｐｅｆｉｍ ｅｎｔ￣ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｆ ｉｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔ ｈ ｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆＦＲＰ—ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｈｏｗ ｅｖｅｒ．ａｔ ｐｒｅｓｅｎ ｔ ．ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅ— ｓｕｉｔｓ ｈａｖｅ ｎｏｔ ｂｅｅｎ ｕｎｉｆｉｅｄ ｙｅｔ．Ｔｈｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｎｄ ｔｈｅ ｍ ａｉｎ ｆ ｏ ｕｒ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａ ｒ ｅ ｉｎｔ ｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｕ ｎ ｄｅｒｓｔａ ｎ ｄ ｈｏｗ ｔｏ ｇｅｔ ｔｈ ｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｄａｔａ．Ａｔ ｔ ｈ ｅ ｓａｍｅ ｔｉｍ ｅ，ｔ ｈ ｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｍ ｏｄｅｌｓ ａｒｅ ｓｕｍｍ ａｒｉｚｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｍ ｏｄｅｌ ｉｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｐａｒａｍ ｅｔｅｒｓ ｔｈａｔ ａｆｆｅｃｔ ｔ ｈｅ ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ａｒｅ ｓｕｍｍ ａｒｉｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔ ｈ ｅ ａｂｏｖｅ ｔｈｅｏｒ ｙ ｉｓ ｓｕｍｍ ａｄｚｅｄ，ａｎｄ ｔ ｈｅ ｄｅｖｅｌ— ｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａ ｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｓ ｍａｄｅ． Ｋｅｙ ｗ ｏｒｄｓ： ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ；ＦＲＰ－ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ ｍ ｅｔｈｏｄｓ；ｂｏｎｄ ｓｌｉｐ ｍ ｏｄｅｌ