基于宏细观多尺度的GFRP杆体损伤路径试验研究

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GFRP筋拉伸力学性能与破坏形态试验分析

GFRP筋拉伸力学性能与破坏形态试验分析
金清平;郑祖嘉;陆伟;陈智
【期刊名称】《中国塑料》
【年(卷),期】2014(0)11
【摘要】对不同尺寸和纤维含量条件下的螺纹纤维筋进行研究,利用一次性拉伸和循环拉伸试验,观察筋体在受力中表观特征和应力的对应关系,对比分析玻璃纤维增强复合材料(GFRP)筋体1/2和1/4处的应力应变关系.结果表明,GFRP筋达到一定的应力时筋体出现裂纹,裂纹开展从筋体套筒附近开始,并随着应力增加而向中间扩展,在破坏前随应力减小而逐渐闭合;裂纹在筋体破坏前纵向发展,在达到破坏荷载时裂纹呈现横向参差不齐的断裂破坏特征;筋体的破坏性质介于脆性破坏和塑性破坏之间;直径为20 mm和直径为25 mm筋体利用效率最高,是较为优化的筋体尺寸类型.
【总页数】6页(P67-72)
【作者】金清平;郑祖嘉;陆伟;陈智
【作者单位】武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉 430065;武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉 430065;华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074;华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉430074
【正文语种】中文
【中图分类】TQ171.77
【相关文献】
1.有限元法模拟GFRP筋肋深与其拉伸力学性能关系研究 [J], 吴煜杨;张孝翀;刘德智;冷林
2.温度对GFRP筋拉伸力学性能的影响研究 [J], 高永红;田云;金清平;林志刚
3.基于细观结构的GFRP筋拉伸试验分析 [J], 金清平;郑祖嘉;陈智;李小青
4.GFRP筋拉伸力学性能尺寸效应试验研究 [J], 周继凯;杜钦庆;陈礼和;马晓辉
5.GFRP筋拉伸力学性能温度效应试验研究 [J], 周继凯;杜钦庆;陈诗学;马晓辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于应用的GFRP锚杆拉伸和剪切性能试验研究

试验结果为ＧＲＦＰ锚杆在矿山推广应用中，科学确定支护参数和支护操作制度提供了基础依据。关键词：属矿山；ＧＲ金ＦＰ锚杆；拉伸试验；剪切试验中图分类号：Ｔ３３６Ｄ５．文献标识码：Ｂ文章编号：０４０ｌ（００Ｏ０４３１０ —４５２１）１～０９ —０
（．ＣｏｌｇｓｕｒｅｎｄＥｎｖｒｍｅａｌＥｎｎｅｉｇ，ＷｕｈｎＵｎｉｅｓｔｉｎｃｎｄＴｅｈｎｌｇｙ，１ｌｅｅｏｆＲｅｏｃｓａｉｏｎｎｔｇｉｅｒｎａｖｒｉｙｏｆＳｃｅｅａｃｏｏＨｕｂｉｋｅａｒｔｙｆｆｉｉｎｉｉａｉｎａｇｇｏｅａｉｎｆｍｅａｌｒｉｉｒｌｒｓｅｙｌｂｏａｏｒｏｒｅｆｃｅｔｕｔｌｚｔｏｎｄａｌｍｒｔｏｏｔｌｕｇｃｍｎｅａｅｏｕｒｅｃｓ，Ｗｕｎ４３０８１，Ｃｈｉｈａ０ｎａ
１杆体拉伸实验
未发生锚杆从钢套中滑出的现象。试件的破坏形态为：试件被拉裂部分纤维被拉断，试件破坏为
脆性破坏，试件的破坏范围在整段长度上，破坏
巷道支护中，锚杆的基本受力状态是受拉，而拉伸试验是获取锚杆支护设计参数的手段。由于ＧＲＰ是由两种基本材料复合而成的非均匀材Ｆ料，纵向的纤维方向力学性能强，垂直纤维方向的力学性能弱，所以在进行拉伸力学实验时，需对经典拉伸试验模型进行改进达到试验的成功。试验材料选择南京锋晖复合材料有限公司生产的ＧＦＰ锚杆，包括杆体（８× １０ｍｍ）Ｒ１８０、托盘和螺母，其中托盘和螺母均为工程塑料，杆

GFRP

缬率效应试验研究
２０１５年７月
参数见表１。
表１试验试件参数
Ｔａｂｌｅ１Ｔｅｓｔｓｐｅｃｉｍｅｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓ
用寿命。近年来，人们以纤维为增强材料，合成树脂
为基材，掺入适量助剂，经拉挤成型工艺制成了各种类型的纤维复合增强塑料（ＦＲＰ）。ＦＲＰ具有轻质、
温湿度等因素的影响，对于承受动荷载的结构及防
护工程结构，需要知道材料在动荷载作用下的相关性能。应变率效应反映了材料的动力学特性，是研究和分析结构构件承载力及变形的重要依据，在材
了ＦＲＰ在这些工程领域的应用。本文开展ＧＦＲＰ
来控制入射波形状。通过试验，可以得到不同应变
率下的相关试验曲线，分析相关参数并求出动力提
高系数。
杆的抗压应变率效应试验研究，旨在为动荷载结构及防护工程结构中的应用提供必要的技术参数。
达１．５８。
关键词：复合材料；冲击性能试验；应力一应变曲线；应变率效应；峰值应力；峰值应变；动力提高系数中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００３ — ０９９９（２０１５）０７ — ００６９ — ０５

GFRP管约束海砂再生混凝土轴压性能试验研究

料性能如表２所示，同时采用硝酸银滴定法测试海砂中氯离子的
随着经济建设的快速发展，导致我国东部沿海地区河砂、碎／含量（φ）。
卵石资源匮乏，因此须采用绿色新型的建筑材料。而在沿海地区
表２细骨料材料性质
海砂资源丰富，且有较多的废弃混凝土等建筑垃圾。为此，可将其充分利用制成海砂再生混凝土［１，２］，以替代普通混凝土在工程中的应用。但由于海砂中的Ｃｌ－影响混凝土水化硬化，使得材料性能发生变化［３５］，Ｃｌ－含量过多也会导致钢筋锈蚀、性能退化。此外，再生粗骨料易引发混凝土耐久性能下降［６，７］，这些都限制了海砂再生混凝土的推广与应用。
抗拉强度为６００ＭＰａ。
１．２试件概述
ＧＦＲＰ管约束海砂再生混凝土考虑的主要试验参数为：再生
粗骨料取代率（γ：０％与１００％）和海砂氯离子含量（φ：０％与０．１４８８％）。试验共计四组，每组两个试件，具体情况如表３
所示。
表３主要试验结果
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｇｏａｌｏｆｒａｐｉｄｒｅｐａｉｒｉｎｇａｎｄｏｐｅｎｉｎｇｔｒａｆｆｉｃｏｆｃｅｍｅｎｔｃｏｎｃｒｅｔｅｐａｖｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｅａｒｌｙｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｅｍｅｎｔｃｏｎｃｒｅｔｅ
ｗａｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙａｄｄｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｍｏｄｉｆｉｅｒ．Ｔｈｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｗａｓｔａｋｅｎａｓｔｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｉｎｄｅｘ，ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｄｏｓａｇｅｏｆｔｗｏ
水泥∶砂∶粗骨料∶水＝１４．７０∶１０．５∶２４．５∶４．４。

基于智能gfrp加筋混凝土梁试验的有限元分析

基于智能gfrp加筋混凝土梁试验的有限元分析近年来，随着现代工程技术的发展，试验分析技术也发展得日趋成熟。

在工程设计中，混凝土结构受到了广泛的应用，因为它具有良好的抗弯性能，但其对外力的变形性能不及钢筋混凝土梁。

为此，研究者们开始使用玻璃纤维增强塑料（GFRP）加筋材料来改善混凝土梁的性能。

有限元（FE）技术可以模拟实际中的施工和外部荷载，并用于分析和模拟加筋混凝土梁的变形性能。

本文以加强型GFRP混凝土梁为例，对以往加筋混凝土梁试验研究进行了详细综述，并介绍了智能GFRP加筋混凝土梁试验的有限元分析结果，大大提高了该类结构的受力性能。

首先，本文介绍了与加筋混凝土梁的相关研究，包括传统的材料和施工技术，以及GFRP加筋混凝土梁的更新技术。

然后，就GFRP加筋混凝土梁试验进行了详细综述，包括试验方法、研究成果和结论等。

通过试验，发现GFRP加筋混凝土梁比传统钢筋混凝土梁具有更好的受力性能，破坏极限更大，且抗裂抗击穿性能更好，能够有效抵御强震加载对结构的影响。

接下来，本文给出了智能GFRP加筋混凝土梁的有限元分析。

有限元分析旨在通过使用有限元法，建立混凝土梁受力性能的数值模型，以评估结构的健康状况和受力性能。

在分析过程中，需要考虑材料的建模，以及混凝土和GFRP加筋的交互作用，并结合实际结构的试验数据，以改进模型的准确性。

经过有限元分析，可以准确评估加筋混凝土梁的变形性能，以及不同参数下梁的抗拉强度和变形性能。

通过有限元分析分析，可以准确的预测加筋混凝土梁的受力性能，并为其设计提供有效参考。

最后，本文总结了本文研究的主要成果，指出GFRP加筋混凝土梁受力性能要优于传统钢筋混凝土梁。

此外，有限元分析可以准确评估结构受力性能，为加筋混凝土梁的设计与施工提供有效参考。

该研究为使用GFRP加筋技术为混凝土结构提供更强的受力性能提供了良好的基础。

由于GFRP加筋技术的发展，使得混凝土结构的受力性能得以改善，因此，有必要基于实际应用环境，结合试验分析技术，进一步研究GFRP加筋混凝土梁的受力性能，以获得详尽的结果，为实际工程制定有效的设计措施。

GFRP在建筑结构中的应用

参考文献：１．周祖福．复合材料学．武汉工业大学出版社．１９９５２．刘纪陆，熊光晶．纯复合材料筋砼的适用范围．建筑技术．２００４．１．４７３．曾完桃，车惠民．粘贴玻璃钢加固混凝土梁疲劳试验研究．土木工程学报．２００１．１．３４
万方数据
GFRP在建筑结构中的应用
作者：作者单位：刊名：
英文刊名：年，卷(期)：引用次数：
费用。２ＧＦＲＰ直接用在受力结构中
ＧＦＲＰ是各向异性的材料，力学性能有良好的可设计性。ＧＦＲＰ力学性能除了由玻璃纤维、树脂的种类及含量而定外，还与玻璃纤维的排列方向、铺层次序和层数密切相关。因此，可根据工程结构的荷载分布及使用条件不同，选取相应的材料及铺层设计来满足要求。ＧＦＲＰ这一特点可以实现构件的优化设计，做到安全可靠，经济合理。交通部交通科学研究院公路所１９８２年在北京郊区密云县建成了一座玻璃钢公路桥。这座桥净跨径２０．２４米，全宽９．６米，可通行两行２０吨载重汽车车队或一辆８０吨重的平板拖车。这座桥的上部结构总共用玻璃布、树脂等材料约２２吨，加上辅助材料不过３０吨。３ＧＦＲＰ可用在建筑结构的加固中
此外对先张法预应力构件，若混凝土强度不足时就放张（施加预应力），因为混凝土与钢筋的粘结力低下可能造成预应力筋滑移；或造成构件端部沿预应力筋方向出现混凝士裂缝，从而影响构件质量。４结构构件运输安装时的混凝土强度要求
（１）构件运输安装时混凝土强度要求。为防止出现过大的变形、裂缝等质量缺陷，混凝土构件运输安装中，混凝土实际强度不应低于设计要求；当设计无具体要求时，不应小于设计的混凝土强度标准值的７５％。
ＧＦＲＰ成型性好，如通过手糊、模压等工（下转５３页）
规则的但较整齐的对应裂缝，当然也应处理面层，取得了较好的效果。

GFRP

第３８卷第１期２０１５年１月
地
震
研 Biblioteka 究Ｖｏ１．３８，Ｎｏ．１
ＪＯＩＲＮＡＩ，ＯＦＳＥＩＳＭ０Ｌ０ＧＩＣＡＬＲＥＳＥＡＲＣＨ
Ｊａｎ．，２０１５
ＧＦＲＰ套管钢筋混凝土柱恢复力模型的试验研究术
Ｔａｂ．１Ｓｐｅｃｉｍｅｎｓｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅ
吕西林，２００４；郭子雄等，２００９）。ＧＦＲＰ套管钢筋混凝土柱是一种新型的组合结构形式，目前国内
外关于ＧＦＲＰ套管钢筋混凝土柱方面的研究主要集中在静力方面，而关于ＧＦＲＰ套管钢筋混凝土组合
ｅａ１．，１９７０）等。结构构件的恢复力模型能够反映结构或构件的主要力学特征及结构真实动力特
性，是结构分析和设计不可缺少的工具（郭子雄，
载力的比值）等影响因素，具体详见表１。
表１试件设计方案
架曲线。通过试验数据回归分析确定加卸载规则，提出了适合于ＧＦＲＰ套管钢筋混凝土组合柱的恢复力模型，并与试验结果进行了比较，计算模型与试验结果吻合良好。关键词：ＧＦＲＰ套管；钢筋混凝土柱；抗震性能；恢复力模型
中图分类号：Ｔｖ３５２．１１文献标识码：Ａ文章编号：１０００—０６６６（２０１５）０１ — ０１７３— ０８

交变载荷下绝缘拉杆用GFRP电树枝劣化特性

交变载荷下绝缘拉杆用GFRP电树枝劣化特性陈允;韩先才;李进;赵仁勇;崔博源;腾云;郝留成;杜伯学【期刊名称】《中国电机工程学报》【年(卷),期】2024(44)6【摘要】气体绝缘组合电器(gas insulated switchgear,GIS)现场调试或运行过程多次发生绝缘拉杆内部击穿问题,影响工程投运与设备可靠性,迫切需要探明故障机理。

该文选取GIS断路器绝缘拉杆用玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(glass fiber reinforced epoxy resin composite,GFRP)为研究对象,通过计算分、合闸下绝缘拉杆主应力分布特性,设置交变载荷下电树枝劣化实验条件,研究不同交变载荷对GFRP内电树枝生长特性影响规律。

结果表明,相较于单一载荷,交变载荷条件下GFRP中电树枝生长速度加快,平均击穿时间降低,击穿概率增大。

基于复合材料力学仿真发现交变载荷下GFRP内树脂-纤维界面处会出现较大的应力集中,局部应力损伤已达到失效的临界值。

综上,交变载荷下绝缘拉杆纤维-树脂界面机械损伤与绝缘劣化交互演进是造成绝缘击穿的主要原因,也可作为试验考核与结构设计的改进依据。

【总页数】11页(P2475-2484)【作者】陈允;韩先才;李进;赵仁勇;崔博源;腾云;郝留成;杜伯学【作者单位】天津大学电气自动化与信息工程学院;国家电网有限公司;中国电力科学研究院有限公司;国网江苏省电力有限公司电力科学研究院;平高集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】TM85【相关文献】1.直流电场中高压电缆绝缘电树枝劣化研究现状2.交变载荷下液压缸非线性动态特性的数值分析方法3.交变气动载荷作用下高速列车风机底板连接铆钉疲劳特性研究4.环氧树脂绝缘电树枝劣化研究进展5.不同温度下XLPE电树枝劣化的分子动力学分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

预应力CFRP／GFRP混杂纤维布加固混凝土梁的预应力损失试验研究

２．Ｌｉａｎｙｕｎ’ ｇａｎｇＲｏａｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｅｃｔｉｏｎ，Ｌｉａｎｙｕｎｇａｎｇ２２２００２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣＦＲＰｈａｓｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｂｕｔｌｏｗｄｕｃｔｉｌｉｔｙ．ＧＦＲＰｉｓｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｆｏｒＣＦＲＰａｎｄｍｉｘｅｄ
设计计算
试验研究
Байду номын сангаас
预应力ＣＦＲＰ／ＧＦＲＰ混杂纤维布加固混凝土梁的预应力损失试验研究＊
张剑，艾军，胡明敏，王东。，韦全余，杨晋
（１．南京航空航天大学，江苏南京２１００１６；２．连云港市公路管理处，江苏连云港２２２００２）
固混凝土梁，纤维布施加预应力后出现应力松弛，产生预应力损失。试验表明，在纤维布张拉结束后的３ｈ内预应力损失较为明显，其后预应力损失变化缓慢而逐渐趋于平稳。张拉结束约９ｈ后，预应力损失基本不再继续增大，最终的预应力损失占到张拉预应力约２２，损失程度在正常范围之内；张拉结束后３ｈ的预应力损失占到总共预应力损失约８７，预应力损失主要在张拉结束后的３ｈ内完成。

GFRP层合板挖补修理参数对其拉伸性能的影响

GFRP层合板挖补修理参数对其拉伸性能的影响路鹏程;王宏洋;李娜;苏景新【摘要】针对民用航空器用玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料(GFRP,glass fiber reinforce polymer)层合板,典型损伤通常采用挖补方法进行修理,本研究对挖补修理的关键参数——台阶比率、表面粗糙度、固化温度等因素对挖补修理结构拉伸性能的影响规律进行了系统研究.实验结果表明,挖补修理明显改变了GFRP层板结构的力学特性,在6种台阶比率(1∶10～1∶60)中,随着台阶比率的增加,拉伸强度呈现先增加后减小的趋势,在台阶比率为1∶40时,拉伸强度最高,拉伸强度保持率约为51％.在台阶比率为1∶40情况下,修理试样拉伸强度随着粘接界面的粗糙度增加而增加;同时,随着修理固化温度的增加,拉伸强度也出现先增加后降低的趋势,250 ℉时修理试样拉伸强度最高.【期刊名称】《中国民航大学学报》【年(卷),期】2016(034)005【总页数】4页(P31-34)【关键词】复合材料;挖补法修理;力学性能;固化温度【作者】路鹏程;王宏洋;李娜;苏景新【作者单位】中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室,天津300300;中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室,天津300300;中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室,天津300300;中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室,天津300300【正文语种】中文【中图分类】TQ327.3先进复合材料具有高比强度、高比刚度、耐腐蚀和疲劳性能好等优异特性，在航空航天等领域得到广泛应用，如在航空中，已由平尾、扰流板及方向舵等次承力扩展至中央翼盒、机身等主承力结构[1-3]。

但其结构在使用寿命期内由于各种原因不可避免地会产生损伤。

出于安全性和经济性考虑，部分损伤结构必须实施修理。

挖补法胶接修理对结构外形及气动特性影响小并具备更高的修理效率，因而得到普遍采用，也是复合材料层压板结构的基本修理方法之一[4-6]。

考虑二次受力的新型玻璃纤维复合材料(GFRP)加固钢筋混凝土柱的非线性有限元分析

研究探索
ｉ丽
文章编号：６１３０（０８１（一０１０１７ — ７２２０）２Ａ）０５－４
考虑二次受力的新型玻璃纤维复合材料（ＦＰＧＲ）加固钢筋混凝土柱的非线性有限元分析
赵红霞程赫明赵磊峰
（．１昆明理工大学建筑工程学院，云南昆明６０９；．１１５０３２［１］大学水利水电工程学院，四Ｊ成都６０６）１Ｉ１０５
ＲｅｏｄｄＡｐｌａｉｎｉｉｆｒｅｎｒｔｌｍｎｌａｅｐｉｔｎＲｅｎｏｃｄＣｏｃｅｅＣｏｕｃｏ
ＺＡｏｇｘ１ＣＥＧＨ－ｉＨ０Ｌｉｅ毒Ｈ０Ｈｎ－ｉＨＮｅｍｎＺＡｅｆｎａｆ－
２Ｓｈａｎｖｒｔ，ｙｒｏｅｎｉｅｒｇｃｌｇ，ｉｕｎＣｅｇｕ６０６）．ｉｕｎｕｉｓｙＨｄｏｐｗｒｅｇｎｅｉｏｌｅＳｃａ，ｈｎｄ，１０５ｃｅｉｎｅｈ
ＡｂｔａｔＢｃｕｅｏｈｘｅｓｖｎｏｇｐｒｄｏｅｏｄｄｒｉｆｒｅｅｔｈｓｒｃｅａｓｆｔｅｅｐｎｉｅａｄｌｎｅｏｆｒｌａｅｅｎｏｃｄｔｓ，ｔｅＡＮＳｎｔｎｌｓｒｇａｗｓａｏｔｉＹＳｆｉａａｙｉｐｏｒｍａｄｐｉｅｓｔｎｌｓｓａｄｃｌｕａｅｔｅｒｌａｅｎｒｉｏｃｄｃｎｒｔｏｕｔｌｓｂｒｒｉｆｒｅｌｓｃｈａｃｌｔｎｒｓｌｗｓｏａａｙｉｎａｃｌｔｈｅｏｄｄｏｅｎｒｅｏｃｅｅｃｌｍｎｗｉｇａｓｆｅｅｎｏｃｄｐａｔ．ＴｅｃｌｕａｉｅｕｔａｆｈｉｉｏｓｌｒｗｉｈｔｏｅｔＩｉｅｅｅｅｏｅｎｏｃｄｄｓｇｎｏｓｕｔｎｉａｔｔａｆｔｓ．ｔｓｒｆｒｎｅｆｒｒｉｆｒｅｅｉｎａｄｃｎｔｃｉ．ｍｉｈｒｏＫｅｗｏｄｅｏｄｙｒｓｒｌａ；ＡＮＳ；ＧＦ；ｒｉｆｒｅ；ｎｎ — ｎａＹＳＲＰｅｎｏｃｄｏ — ｉｅｒｌ

受轴向压缩GFRP圆柱壳渐进失效行为分析

受轴向压缩GFRP圆柱壳渐进失效行为分析
郑金鑫;杜星文
【期刊名称】《哈尔滨建筑大学学报》
【年(卷),期】1999(032)004
【摘要】对层状纤维复合材料ＧＦＲＰ圆柱壳受轴向压缩下的失效模式进行准静态下试验研究。

研究此类薄壁结构的缓冲性能，分析其渐进压缩破损模式和整体破坏模式的形成机理。

结果表明随着纤维铺设角度的改变其压缩失效模式发生变化，并影响结构的能量吸收能力，其破损模式的主导形式与分导扩展强度、环向断裂强度和纤维与基体脱胶裂纹相关。

【总页数】4页(P53-56)
【作者】郑金鑫;杜星文
【作者单位】哈尔滨工业大学;哈尔滨工业大学
【正文语种】中文
【中图分类】TU333.01
【相关文献】
1.受轴压压缩GFRP圆柱壳渐进失效行为分析 [J], 郑金鑫;杜星文
2.铸铁材料受轴向压缩失效截面位置及原因分析 [J], 郭磊魁;段维华
3.锚杆受拉拔荷载渐进失效全过程与影响因素 [J], 李鹏飞;黄靖络;王帆
4.考虑不同腐蚀模型的受垂向弯矩作用的FPSO船体梁渐进失效分析 [J], Zorareh Nouri;Mohammad Reza Khedmati
5.受轴向压缩圆柱壳塑性屈曲的内时分析 [J], 彭向和;陈元强;曾祥国
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

GFRP复合钢筋混凝土梁界面剪切破坏形式与规律的开题报告

GFRP复合钢筋混凝土梁界面剪切破坏形式与规律的开题报告一、研究背景及意义钢筋混凝土梁作为一种常用的结构形式，其力学性能稳定可靠，但是在一些特定情况下，常规的钢筋混凝土梁往往难以满足设计要求，如在高腐蚀、高温、高载荷等环境下，传统钢筋混凝土梁的造价高昂、腐蚀、热胀冷缩等问题较为突出，这就需要使用具有良好耐久性、耐腐蚀性和高强度的新型材料来加强混凝土结构。

纤维增强复合材料是一种新型的材料，具有优异的机械性能和耐久性，特别是在高腐蚀、高温等极端环境下，因此其广泛应用于工程的结构加固和新结构的设计中。

其中，玻璃纤维织物增强聚合物（GFRP）复合材料作为一种重要的材料，其应用在混凝土结构中已有广泛的研究和应用。

但是，在实际工程中，GFRP复合钢筋与混凝土之间的界面强度是影响GFRP复合材料加固混凝土结构的重要问题之一。

GFRP复合钢筋与混凝土之间的界面剪切反应是复合材料加固混凝土结构过程中必须观察的重要现象之一。

因此，本研究将着重于研究GFRP复合钢筋混凝土梁界面剪切破坏形式与规律，旨在深入探讨GFRP复合材料加固混凝土结构的实际应用过程中的相关问题，为实际工程应用提供理论依据和实践指导。

二、研究内容和方案本研究采用实验测试和数值模拟两种方法，研究GFRP复合钢筋混凝土梁界面剪切破坏形式与规律，具体研究方案如下：1.实验测试部分（1）材料试验：通过GFRP复合钢筋、混凝土、粘结材料等试件的单轴拉伸试验和剪切强度试验，得出相关材料的力学性能指标。

（2）混凝土梁试验：制作不同加筋比例的GFRP复合钢筋混凝土梁试件，并进行静载试验，探究GFRP复合钢筋混凝土梁的界面剪切破坏形式和规律。

2.数值模拟部分：（1）建立GFRP复合钢筋与混凝土之间的界面有限元模型，并通过有限元方法分析界面剪切破坏形式和规律。

（2）基于ANSYS软件建立GFRP复合钢筋混凝土梁的有限元模型，通过数值仿真研究GFRP复合钢筋混凝土梁的界面剪切破坏形式和规律。

复合材料(GFRP)在人行道栏杆上的应用

复合材料（GFRP）在人行道栏杆上的应用摘要：玻璃纤维增强复合材料（GFRP）具有度高、变形率低、耐腐蚀性强、质轻特性。

用该复合材料设计的桥梁人行道栏杆实例在国内外已有研究[1，2]。

本文运用有限元分析和栏杆的加载试验，证实其较传统混凝土栏杆、铸铁栏杆、铝合金栏杆轻质高强、施工简便、应用前景广阔。

关键词：GFRP；人行栏杆；有限元分析Abstract：Glass fiber reinforced Polymer（GFRP）has a high deformation rate，corrosion resistance，light weight characteristics. It has been a bridge sidewalk railing instance with the composite material design at home and abroad[1，2]. In this paper，finite element analysis and load test railings confirmed it has a more high strength，simple construction，application prospects than conventional concrete railing，iron railing，aluminum railings lightweight.Key words：GFRP；Pedestrian railing；Finite Element Analysis引言玻璃纤维增强复合材料（GFRP）因为其强度和比模量高，耐腐蚀、抗疲劳性、减震性能好以及破损安全性能好、可设计性和工艺性好，在航天航空、汽车、船舶、化工、电子和建筑等行业中已有广泛的应用。

从20世纪70年代末开始，复合材料在桥梁工程中逐渐得到应用[3，4]。

栏杆是桥梁的重要附属构件，它虽不影响主体结构的受力性能，但却关系通行者的生命安全，我国曾多次发生因栏杆破坏造成人员伤亡的重大事故。

碱环境下GFRP筋拉伸性能加速老化试验研究

碱环境下GFRP筋拉伸性能加速老化试验研究王伟;薛伟辰【摘要】基于ACI 440.3R-04规定的试验方法,开展了碱环境下玻璃纤维增强塑料(GFRP)筋拉伸性能的加速老化试验研究.试件数量共150根,试验参数包括:(1)碱溶液温度,分别为40,60,80℃；(2)GFRP筋直径,包括12.7,16.0,19.0 mm；(3)碱溶液中的侵蚀时间,分别为3.65,18,36.5,92,183 d.研究表明:在40,60,80℃碱溶液中侵蚀183 d后,直径为16.0 mm的GFRP筋的拉伸强度分别下降了34.97％,48.81％和68.85％；在60℃碱溶液中侵蚀183 d后,12.7,16.0,19.0 mm直径GFRP筋的拉伸强度衰减量分别为56.08％,48.81％和47.08％；随着浸泡时间的增加,40,60,80℃碱环境下GFRP筋的拉伸强度及伸长率呈下降趋势,且温度越高,衰减速率越大.采用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀前后GFRP筋的微观形貌进行了观测,发现腐蚀后GFRP筋的劣化区域内纤维和树脂之间的界面变得松散,纤维与周围树脂之间出现了明显的脱黏现象,而且随着碱环境温度的提高这种脱黏现象变得更为明显.最后,基于Arrhenius方程提出了碱环境下GFRP筋拉伸强度的预测模型.%According to the ACI 440. 3R—04, accelerated aging tests for evaluations of tensile properties of glass fiber reinforced plastic(GFRP) rebars exposed to alkaline solution were conducted. 150 GFRP rebars were used in the test and the test parameters included: (1) temperature of alkaline solution at 40, 60 and 80 ℃;(2) diameters of GFRP rebar were 12. 7, 16. 0, 19. 0 mm; (3) immersion period was 3. 65, 18, 36. 5, 92, 183 d, respectively. The results show that after being exposed to alkaline environment for 183 d at 40, 60 and 80 ℃ , tensile strength of GFRP rebars with diameter of 16. 0 mm decreased by 34. 97%, 48. 81% and 68. 85%,respectively. After being exposed to alkaline environment for 183 d at60 ℃ , the attenuation value of tensile strength of GFRP rebars with diameters of 12. 7, 16. 0, 19. 0 mm were 56. 08%, 48. 81% and 47. 08% , respectively. With the increase of immersion period, the tensile strength and elongation of GFRP rebars exposed to alkaline environment at 40, 60, 80 ℃ decreased, and the higher the temperature, the greater the decay rate. The microstructure of the GFRP rebar surface was surveyed under scanning electron microscopy(SEM), and it indicated that the interface between fiber and resin of GFRP rebars in the corrosion region become loose and a clear debonding phenomenon appears, with the temperature increased, the interfacial debonding of GFRP rebars become more obvious. Finally, based on the Arrhenius equation, tensile strength prediction model of GFRP rebars under alkaline environment was proposed.【期刊名称】《建筑材料学报》【年(卷),期】2012(015)006【总页数】7页(P760-766)【关键词】碱环境;温度;玻璃纤维增强塑料筋;拉伸性能;预测模型【作者】王伟;薛伟辰【作者单位】同济大学土木工程学院,上海200092;同济大学土木工程学院,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TU528.572纤维增强塑料（fiber reinforced polymer，FRP）筋是由多股连续纤维采用基底材料胶合后，经过挤压、拉拔等工艺制成.与钢筋相比，FRP筋的比强度较高且具有良好的耐腐蚀性能.按照纤维种类的不同，FRP筋主要分为玻璃纤维增强塑料（GFRP）筋、碳纤维增强塑料（CFRP）筋和芳纶纤维增强塑料（AFRP）筋.相比之下，GFRP筋在土木工程中的应用最为广泛.FRP筋代替钢筋主要是用来解决由于钢筋锈蚀引起的结构耐久性问题［1－2］，但随着FRP筋在混凝土结构中的应用，研究者逐渐认识到混凝土强碱环境对FRP筋力学性能也有较大影响.自荷兰贝特公司Gerritse［3］于1992年首次开展碱环境下FRP筋耐久性研究以来，欧美及日本等国进行了大量的有关FRP筋耐久性能的研究［4］，国内在本世纪初也已经开始了对FRP筋耐久性能的研究［5］. FRP筋耐久性试验方法［6］主要有加速老化试验法、自然暴露试验法和实验室模拟自然环境试验法，由于后两种试验方法所需周期较长并且受到试验场地等其他客观条件限制，故常采用加速老化试验方法来考察FRP筋在碱环境下的长期力学性能.加速老化主要通过提高溶液温度来实现，但试验中对温度参数的取值并不统一，文献［7－10］分别以23，40，60，80℃作为试验环境温度.此外，对如何模拟混凝土孔溶液也有不同意见，文献［7－8，11］均采用Ca（OH）2溶液来模拟混凝土孔溶液，而文献［12－14］则分别采用CaCO3，NH4OH和NaOH溶液来模拟混凝土孔溶液.ACI 440.3R—04认为，采用环境温度为60℃的Ca（OH）2，NaOH和KOH的混合溶液来实现碱环境下FRP筋耐久性加速老化试验更为合适. 从国内外已有资料来看，目前关于GFRP筋耐久性能的研究，主要是考察其腐蚀前后拉伸性能的变化规律.Micelli等［15］认为60℃碱环境对光圆GFRP筋拉伸强度几乎没有任何影响，而表面粘砂带肋GFRP筋在60℃碱溶液中侵蚀42d后，其拉伸强度下降41%；Mukherjee等［16］研究表明，GFRP筋在60℃碱溶液中侵蚀3个月后，其拉伸强度降低43%，6个月后，GFRP筋拉伸强度降低56%；Chen等［17］将GFRP筋浸入60℃碱溶液中，试验结果表明，侵蚀70d后，其拉伸强度衰减29%.张新越等［5］将GFRP筋浸泡在60℃碱溶液中4周和8周后，其拉伸强度分别下降8.8%和24.77%.综上可见，目前国内外已对碱环境下GFRP筋的拉伸性能进行了一定研究，但仍存在以下问题：（1）对如何模拟混凝土环境等方面存在分歧，这影响了有关研究结论的普适性；（2）试验中采用了多种温度参数来实现加速老化，试验结果之间缺乏可比性；（3）有关直径对GFRP筋拉伸性能影响的研究成果还很少.鉴于此，基于ACI 440.3R—04中规定的试验方法，本文对150根GFRP筋在碱环境下的拉伸性能进行了研究，重点分析了碱环境温度、GFRP筋直径以及浸入时间等对GFRP筋拉伸性能的影响.1 试验设计1.1 试件参数选用广州Aslan公司采用拉挤成型工艺生产的GFRP筋.GFRP筋的纤维材料为无碱玻璃纤维（E－glass），基体材料为乙烯基酯树脂（vinyl ester）.试验中采用的GFRP筋数量共计150根，直径分别为12.7，16.0，19.0mm.腐蚀前试件的力学性能参数见表1.表1 GFRP筋力学性能指标Table 1 Mechanical properties of the GFRP rebarsDiameter／mm Fiber content（by mass）／%Tensile strength／MPa Elastic modulus／GPa Rate of elongation／%12.7 75.05 683 38.4 1.78 16.0 75.66 549 38.4 1.43 19.0 75.84 667 43.8 1.521.2 试验方法为模拟GFRP筋在混凝土中的侵蚀情况，根据ACI 440.3R—04的有关规定，采用Ca（OH）2，KOH和NaOH的混合溶液，其pH 值为12.6～13.0，溶液具体配置情况见表2.试验在3个自行研制的恒温箱中进行.根据文献［4，9］的研究成果，在60℃碱环境下侵蚀3.65，18，36.5，92，183d，分别对应自然暴露环境下1，5，10，25，50a后的 GFRP筋残余拉伸强度.为考察温度对GFRP筋拉伸性能的影响，溶液温度分别恒定在（40±1），（60±1），（80±1）℃.试验期间，定期测试恒温箱中碱溶液的pH值，保证该值恒定.表2 模拟混凝土孔溶液各组分配置Table 2 Composition of alkaline solution simulated concrete pore solution g／LCa（OH）2KOH NaOH 118.5 4.2 0.9 GFRP筋拉伸性能试验在SHT4000G型微机控制电液伺服拉伸试验机上进行，加载时间持续2～4min.需要说明的是，根据ACI 440.3R—04的规定，所有试件均在恒温箱侵蚀试验结束后24h内完成其拉伸性能试验.2 主要试验结果2.1 试验现象与破坏形态图1给出了腐蚀前后GFRP筋的表面变化情况.可见，腐蚀前GFRP筋表面比较平滑，而腐蚀后的GFRP筋表面明显出现坑蚀现象，内部纤维已经暴露出来.图1 腐蚀前后GFRP筋表面状况Fig.1 Surface condition of the GFRP rebar before and after corrosion对腐蚀前后的GFRP筋进行拉伸性能试验.试验时发现：当加载到极限荷载的50%～70%时，听到噼啪声；达到试件的极限荷载时，伴随着较大的声响，试件迅速失去承载能力而突然爆裂破坏，断口处的GFRP筋呈白色的放射性条状，同时飞散出许多细小纤维.试件发出的噼啪声主要是由于GFRP筋单根纤维丝断裂所致，而破坏时发出的较大声响是因多根纤维丝集中脆断引起的.所有试件最终破坏时，GFRP筋的中部纤维均被拉断.图2给出了腐蚀前后典型的GFRP筋拉伸破坏形态，可见，腐蚀前后GFRP筋的拉伸破坏形态均呈现出“灯笼状”，但腐蚀后的“灯笼状”更为明显，这可能与腐蚀后纤维和树脂界面受到一定程度的破坏有关.2.2 拉伸强度图3给出了腐蚀前以及在60℃碱环境下腐蚀183d后的16.0mm直径GFRP筋的应力－应变（σε）曲线，可见，GFRP筋的应力－应变曲线呈直线状，这表明了腐蚀前后GFRP筋均为线弹性材料.拉伸强度表征了GFRP筋所能够达到的极限拉伸应力.图4，5分别给出了不同温度下GFRP筋的拉伸强度保留率Rt（残余强度与初始强度的比值）随时间t变化的规律及不同直径GFRP筋的拉伸强度保留率随时间变化的规律，可见：（1）在40，60，80℃碱环境下，16.0mm 直径GFRP筋的拉伸强度衰减量在侵蚀3.65d后，分别达到2.55%，7.65%和14.75%；在侵蚀183d后，16.0mm直径GFRP筋的拉伸强度衰减量可分别达到34.97%，48.81%和68.85%.这主要是由于随着温度的增加，碱溶液中OH－运动速度加快，扩散系数增大的缘故. （2）在40，60℃碱环境下，GFRP筋的拉伸强度早期退化较快，侵蚀183d后，退化速率变缓；在80℃碱溶液中，GFRP筋始终以较快速度进行衰减；不同温度下GFRP筋的拉伸强度保留率随时间变化的规律符合对数分布，这一规律与文献［18］的研究结论一致.（3）直径为12.7，16.0，19.0mm 的 GFRP筋在60℃碱环境下侵蚀36.5d后，其拉伸强度衰减量分别为26.65%，27.87%和26.69%，而侵蚀183d后，其拉伸强度衰减量分别为56.08%，48.81%和47.08%.这可能与直径较大的GFRP筋其纤维和树脂未受侵蚀的比例较大，能够很好地分配拉伸应力有关.2.3 伸长率伸长率大小反映了GFRP筋的极限变形能力.不同温度作用下及不同直径GFRP筋伸长率的变化规律分别如图6，7所示.由图6，7可见：（1）在40，60，80 ℃碱环境作用下，直径为16.0mm的GFRP筋其伸长率衰减量在侵蚀3.65d后分别为6.99%，9.79%和15.38%；侵蚀183d后，其伸长率衰减量分别为32.16%，48.95%和65.03%.可见，随着侵蚀时间的增加，GFRP筋伸长率呈下降趋势且温度对伸长率变化量的影响愈发明显.（2）在40，60℃碱溶液中侵蚀183d后，GFRP筋伸长率退化速率呈变缓趋势，而在80℃碱溶液中侵蚀183d后，GFRP筋伸长率仍然以较大速率进行衰减. （3）在60℃碱溶液中侵蚀183d后，直径为12.7，16.0，19.0mm 的 GFRP 筋伸长率分别为0.78%，0.73%和0.84%，可见，腐蚀183d后不同直径GFRP筋的伸长率并无较大差异.3 劣化机理及强度预测3.1 劣化机理GFRP筋是由纤维和树脂根据一定的比例组合而成，其劣化机理与其组成密不可分.采用扫描电子显微镜（SEM）对腐蚀前后GFRP筋内部组织结构变化情况进行观测，结果见图8.可见：图8 腐蚀前后GFRP筋内部结构Fig.8 Internal structure of GFRP rebar before and after corrosion（1）劣化区域集中在GFRP筋边缘，截面中心几乎没有受到任何腐蚀，腐蚀后的GFRP筋仍可近似成圆截面，这表明了水分子和OH－对GFRP筋的侵蚀与其在GFRP筋中的扩散路径有关.（2）腐蚀前，GFRP筋纤维与树脂结合紧密；腐蚀后，随着温度的增加，GFRP筋劣化区域逐渐增大，60℃碱溶液腐蚀后劣化区域与未劣化区域之间开始出现裂缝，随着温度的提高，裂缝宽度也逐渐增大.关于裂缝的形成，最初是由于水分子的侵蚀作用，随后在OH－和水分子双重作用下裂缝继续增大.在劣化区域内，一旦GFRP筋基体材料受到破坏，纤维和树脂的界面即开始退化，最终导致玻璃纤维在碱溶液中水分子和OH－的作用下劣化，如图9所示.可见：（1）纤维和树脂之间的界面变得松散，纤维与周围树脂之间出现了明显的脱黏现象，而且随着碱环境温度的提高，这种脱黏现象变得更为明显.这将导致GFRP筋拉伸强度的退化.（2）纤维的劣化主要是由水分子和OH－与玻璃纤维中的SiO2发生化学反应引起的，其反应可用式（1），（2）表示：图9 腐蚀前后纤维与树脂界面状况Fig.9 State of fiber and resin interface before and after corrosion3.2 强度预测当基于短期试验数据对长期使用寿命作出预测时，常采用Arrhenius方程对不同温度下GFRP筋的拉伸强度退化速率进行分析［4，17－18］.根据Arrhenius方程，碱环境下GFRP筋的拉伸强度退化速率可以用式（3）表示：式中：k为GFRP筋的拉伸强度退化速率，MPa／d；f为t时刻GFRP筋拉伸强度，MPa；t为侵蚀时间，d；A0为与材料特性和劣化过程有关的常数；Ea为引起GFRP筋拉伸强度退化的活化能，J／mol；R为摩尔气体常数，8.314 3J／（mol·K）；T 为环境绝对温度，K.令GFRP筋在t0时刻的拉伸强度为f0，t1时刻的拉伸强度为f1，对式（3）进行积分并整理可得到式（4）：对式（4）两边取对数，可得式（5）：式中：A为常数，其值等于lg；B为与活化能Ea有关的常数，其值等于·lg e.从上式可见，对于碱环境下GFRP筋拉伸强度的退化而言，针对某一特定的温度值，时间对数与环境绝对温度的倒数成线性关系.需要说明的是，常数A，B可通过试验回归确定，计算结果如表3所示.表3 式（5）中的常数计算Table 3 Calculation of constants in Eq.（5）Rt／%Constant 60 70 80 90 A－6.7 －5.9 －6.8 －4.4 B 2 900 2 500 2 600 1 700综合式（5）与表3，可以计算得到当环境温度分别为11.2，15.6，21.8℃时，拉伸强度保留率Rt 与时间的对应关系，计算结果如图10所示.需要说明的是，根据中国气象科学数据共享服务网提供的资料，图中11.2，15.6，21.8℃分别是北京、上海和广州的年平均气温值，即自然暴露环境温度.由图10可见，当环境温度分别为11.2，15.6，21.8℃时，GFRP筋拉伸强度保留率Rt与时间对数基本成线性关系，可用式（6）表示：式中：a，b为常数.根据最小二乘法，对图10中的曲线进行拟合，可以得到a，b的取值，如表4所示.图10 不同温度下GFRP筋拉伸强度保留率随时间对数变化的规律Fig.1 0 Variation of tensile strength retention of GFRP rebar with logarithm of timeat different temperatures表4 式（6）中的常数计算Table 4 Calculation of constants in Eq.（6）Constant 11.2℃ 15.6℃ 21.8℃a －16.3 －16.8 －18.5 b 117 116 115利用式（6）及表4对北京、上海和广州地区GFRP筋拉伸强度保留率随时间（1，5，10，50，100a）的变化规律进行预测，结果如表5所示.从表5可以看出：表5 GFRP筋拉伸强度保留率随时间的变化规律Table 5 Variation of tensile strength retention of GFRP rebar with time %Area 1a 5a 10a 50a 100a Beijing 75 64 59 48 43 Shanghai 73 61 56 44 39 Guangzhou 68 55 49 36 30 （1）在北京、上海和广州自然暴露环境中，GFRP筋拉伸强度随时间呈逐渐退化趋势；随着年平均气温的升高，GFRP筋拉伸强度衰减量增大.（2）GFRP筋拉伸强度在自然暴露环境中早期阶段的退化速率较大，随着侵蚀时间的增加，退化速率逐渐变缓.（3）随着温度的提高，GFRP筋拉伸强度衰减明显.（4）在60℃碱环境下浸泡183d后，GFRP筋拉伸强度衰减量与自然暴露环境下（年平均气温为11.2℃）50a的衰减量较为接近，这与文献［4，9］中的研究结论基本一致.这表明，对于碱环境下GFRP筋拉伸强度的衰减量而言，当某地区年平均气温为11℃左右时，在60℃碱环境下侵蚀183d，则大致对应于自然暴露环境下侵蚀50a.4 结论（1）在40，60，80℃碱溶液中侵蚀183d后，16.0mm直径GFRP筋的拉伸强度分别下降了34.97%，48.81%和68.85%.（2）在60℃碱溶液中侵蚀183d后，12.7，16.0，19.0mm直径GFRP筋的拉伸强度衰减量分别为56.08%，48.81%和47.08%.（3）随着浸泡时间的增加，40，60，80℃碱环境下GFRP筋的拉伸强度及伸长率呈下降趋势，且温度越高，衰减速率越大.（4）在碱溶液中浸泡后，GFRP筋内部的纤维与树脂之间的界面变得松散，纤维与周围树脂之间出现了明显的脱黏现象，而且随着碱环境温度的提高，这种脱黏现象变得更为明显.（5）基于 Arrhenius方程提出了碱环境下GFRP筋的拉伸强度预测模型，并对北京、上海和广州地区自然暴露环境下GFRP筋的拉伸强度保留率随时间的变化规律进行了预测.参考文献：［1］ WANG Wei，XUE Wei－chen.Advances in durability of FRP bars under alkaline environment［C］∥ICETCE.Wuhan：Huazhong University of Science and Technology Publishers，2011：1915－1918.［2］ NANNI A.FRP reinforcement for concrete structures［M］.［s.l.］：Elsevier Science Publishers，1993：1－10.［3］ GERRITSE A.Durability criteria for non－metallic tendons in an alkaline environment［C］∥Proceedings of the First I nternational Conference on Advanced Composite Materials in Bridges and Structures，ACMBS－1.Sherbrooke QC，Canada：Sherbrooke University Publishers，1992：129－137.［4］ DEJKE V.Durability of FRP reinforcement in concrete—Literature review and experiments［D］.Göteb org，Sweden：Department of Building Materials，Chalmers University of Technology，2001.［5］张新越，欧进萍.FRP筋酸碱盐介质腐蚀与冻融耐久性试验研究［J］.武汉理工大学学报，2007，29（1）：33－46.ZHANG Xin－yue，OU Jin－ping.Durability experimental research on resistance of acidic，alkali，saltsolutions and freezethaw properties of FRP bar［J］.Journal of Wuhan University of Technology，2007，29（1）：33－46.（in Chinese）［6］ GATES T.On the use of accelerated test methods for characterization of advanced composite materials［R］.［s.l.］：NASA／TP：2003.［7］ STECKEL G L，HAWLINS G F，BAUER J L.Environmental durability of composites for seismic retrofit of bridge columns［C］∥Proceedings of the Second International Conference on Fiber Composites in Infrastructure ICCI’98.Tucson：Arizona University Publishers，1998：460－475.［8］ UOMOTO T，NISHIMURA T.Development of new alkali resistant hybrid AGFRP rods，non－metallic（FRP）reinforcement for concrete structures［C］∥Proceedings of the Third International Symposium.Tucson：Arizona University Publishers，1997：67－74.［9］ PORTER，BARNES B A.Accelerated aging degradation of glass fiber composites［C］∥Proceedings of the Second International Conference on Fiber Composites in Infrastructure ICCI’98.Tucson：Arizona University Publishers，1998：446－459.［10］ BUCK S E，LISCHER D W，NEMAT－NASSER S.The durability of E－glass／vinyl ester composite materials subjected to environmental conditioning and sustained loading［J］.J Compos Mater，1998，32（9）：874－892.［11］ TANNOUS F E，SAADATMANESH H.Durability and longterm behavior of carbon and aramid FRP tendons［C］∥Proceedings o f the Second International Conference on Fiber Composites in Infrastructure ICCI’98.Tucson：Arizona University Publishers，1998：528－538.［12］ VISTASP K，CHU W.Degradation kinetics of pultruded E－glass／vinyl ester in alkaline media［J］.ACI Material Journal，2005，102（1）：34－41.［13］ BANK L C，GENTRY T R，BARKATT A，et al.Acceleratedaging of pultruded glass／vinyl ester rods［C］∥Proceedings of the Second International Conference on Fiber Composites in InfrastructureICCI’98.Tucson：Arizona University Publishers，1998：423－437.［14］ BENMOKRANE B，WANG Peng，TAN Minh Ton－That，etal.Durability of glass fiber－reinforced polymer reinforcing bars in concrete environment［J］.Journal of Composites for Construction，2002，6（2）：143－153.［15］ MICELLI F，NANNI A.Durability of FRP rods for concrete structures ［J］.Construction and Building Materials，2004，18（7）：491－503. ［16］ MUKHERJEE A，ARWIKAR S J.Performance of glass fiberreinforced polymer reinforcing bars on tropical environments（PartⅡ）：Microstructural tests［J］.ACI Structure J，2005，102（6）：16－22. ［17］ CHEN Yi，DAVALOS J F，RAY I.Durability prediction for GFRP reinforcing bars using short－term data of accelerated aging tests［J］.Journal of Composites for Construction，2006，10（4）：279－286. ［18］ BANK L C，GENTRY T R，THOMPSON B P，et al.A model specification for FRP composites for civil engineering structures［J］.Construction and Building Materials，2003，17（6－7）：405－437.。

损伤断裂的宏细观过程(1994～1996年工作总结)

损伤断裂的宏细观过程(1994～1996年工作总结)
余寿文
【期刊名称】《力学进展》
【年(卷),期】1997(27)1
【摘要】损伤断裂的宏细观过程（１９９４—１９９６年工作总结）国家自然科学基金重大项目“材料损伤、断裂机理和宏微观力学理论”子课题国家自然科学基金委员会设立的重大项目“材料损伤断裂机理和宏微观力学理论”第２课题“损伤断裂的宏细观过程”自１９９４年１月至１９９６...
【总页数】3页(P122-124)
【关键词】损伤力学;断裂;宏细观
【作者】余寿文
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】O346.5
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1.混凝土损伤断裂过程中的细观数值模拟研究 [J], 李俊淞;李力
2.LY12CZ薄板拉伸过程中宏、细观损伤变量间的相关性分析 [J], 赵银燕;周利
3.损伤断裂的宏细观过程 [J], 余寿文
4.热轧钢延性损伤断裂过程各向异性的细观力学分析 [J], 王国珍;张贺全;陈剑虹
5.基于细观损伤模型预测金属成形过程中的韧性断裂形式 [J], 黄建科;董湘怀
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累计冲击荷载作用下GFRP-混凝土组合梁动态响应分析

累计冲击荷载作用下GFRP-混凝土组合梁动态响应分析杨丽辉;周文波;王岩;张浩天;巩勋勋【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2024(43)6【摘要】为探究玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforce plastic,GFRP)-混凝土组合梁在多次落石冲击荷载下的动态响应,采用摇臂式落锤试验机,对1根纯GFRP梁及4根GFRP-混凝土组合梁进行累计冲击试验,得到了不同工况下试验梁位移、冲击力、应变时程曲线及裂缝开展状态,并分阶段讨论了梁体损伤演化过程。

试验结果表明:纯GFRP梁具有优异的抗冲击性能,但冲击荷载作用下变形过大;组合梁的破坏特征均为混凝土主裂缝贯通,GFRP-混凝土界面发生剥离,良好的界面黏结性能是确保GFRP-混凝土组合梁抗冲击性能提升的关键;竖向冲击荷载下,混凝土厚度的增大,可明显减小同一冲击高度下梁体跨中的变形响应;试验梁抵抗侧向冲击的能力优于其抵抗竖向冲击的能力。

采用显示动力分析软件LS-DYNA建立了GFRP-混凝土组合梁累计冲击模型,并基于该模型分析了冲击锤质量、冲击速度及截面高度比等参数对GFRP混凝土组合梁动态响应的影响规律。

【总页数】13页(P225-237)【作者】杨丽辉;周文波;王岩;张浩天;巩勋勋【作者单位】北京交通大学土木与建筑工程学院;中建玖合发展集团有限公司;建研院检测中心有限公司【正文语种】中文【中图分类】TU398【相关文献】1.钢筋混凝土梁在冲击波与破片联合作用下的动态响应分析2.爆炸荷载作用下钢板与钢筋混凝土组合梁动力响应分析3.基于RHT模型的冲击荷载作用下钢筋混凝土梁动力响应分析4.钢筋混凝土深梁在冲击荷载作用下的动力响应分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

不同含水率断层宏微观破裂与强度折减损伤

不同含水率断层宏微观破裂与强度折减损伤
高涛;陈云娟;敬艺;刘建民;王津津;杨传成;宋润钊
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2024(24)9
【摘要】为探究深部地区断层花岗岩不同含水率的宏观与微观跨尺度性质,开展了轴压力学试验、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)试验和X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)试验,分析其多尺度破裂与强度折减损伤关系。

结果表明:无水状态下宏观以剪切破坏为主且破裂面平滑,而随着含水率提高,其破裂模式以张拉破坏为主,裂纹路径与主应力方向平行且整体松散;低含水率工况微观破裂为沿晶破裂,高含水率工况为沿晶破裂和穿晶破裂的复合型破坏;吸水中期峰值强度与弹性模量两指标衰减率为前期6倍,达到衰减幅度最大限并呈非线性指数下降,吸水后期两指标衰减率回弹至前期状态;劣化系数随含水率增长而降低,吸水前期水分子起润滑岩石内部矿物作用,中后期阶段水分子发生侵蚀软化导致强度大幅度折减。

【总页数】8页(P3773-3780)
【作者】高涛;陈云娟;敬艺;刘建民;王津津;杨传成;宋润钊
【作者单位】山东省地震局;山东省地震工程研究院;山东建筑大学土木工程学院;山东建筑大学建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室;山东大学齐鲁交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU452
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GFRP混杂纤维锚杆作用机理及设计理论探讨

GFRP混杂纤维锚杆作用机理及设计理论探讨I. 前言A. GFRP混杂纤维锚杆的概述B. 研究目的C. 论文结构II. GFRP混杂纤维锚杆的作用机理A. 混杂纤维锚杆的力学特性B. 接触面积对锚杆的影响C. 弯曲应力和剪切应力的作用D. 拉伸和压缩应力的分析III. GFRP混杂纤维锚杆的设计理论A. 预应力锚杆的设计参数B. 最大弯曲应力的求解C. 最大剪切应力的求解D. 拉伸和压缩应力的设计计算IV. 实验研究A. 材料准备及试验方案B. 结果分析C. 实验验证V. 结论A. 本文的贡献B. 对未来研究的展望VI. 参考文献第一章前言随着科技的不断发展，建筑工程的技术也得到了更加高效和安全的解决方案，其中锚杆也成为了建筑工程中一个至关重要的组成部分。

GFRP混杂纤维锚杆是新兴领域，该锚杆采用玻璃纤维和碳纤维这两种相信大家都比较熟悉的材料组成。

由于其特有的力学特性和较小的自重所具备的优势，GFRP混杂纤维锚杆被广泛应用于建筑工程中，如大型化工厂、水坝、立交桥等结构物中。

本文主要探讨GFRP混杂纤维锚杆作用机理及设计理论的问题。

第二章 GFRP混杂纤维锚杆的作用机理GFRP混杂纤维锚杆的力学性质主要依赖于纤维的类型、数量和排列方式。

在本章节中，我们将探讨GFRP混杂纤维锚杆的力学特性以及在实际使用中的作用机理。

首先，GFRP混杂纤维锚杆由于自身比重较小，可以减少建筑物的自重，是一个非常优秀的材料。

而且，它还具备很好的耐腐蚀性，使它成为了相当优秀的建筑材料。

GFRP混杂纤维锚杆的抗压、抗拉等特性都比较好，在设计之前，需要对所选材料的力学性质进行分析。

在实际使用中，GFRP混杂纤维锚杆具有较强的抗压性能和较高的弯曲刚度，这种特性使得它可以在建筑结构的支撑部分承担更多的荷载。

GFRP混杂纤维锚杆的接触面积对于锚杆的承载能力会产生影响。

如果接触面积较小，会导致GFRP混杂纤维锚杆承载压力过高，时间久了，会出现龟裂等问题。

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基于宏细观多尺度的ＧＦＲＰ杆体损伤路径试验研究
陈智，郑立斐，柳子通，谢小明，李小青
（１．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北荆州武汉４３００７４；２．湖北江陵县公路管理局，湖北４３４１００）
中图分类号：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：２０９５－０９８５（２０１５）０３－００２２０５－
ＤａｍａｇｅＰａｔｈＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＧＦＲＰＢａｒｓｏｎＭａｃｒｏ－ｍｅｓｏＭｕｌｔｉ．ｓｃａｌｅ
ＣＨＥＮＺｈｉ，ＺＨＥＮＧＬｉ－ｆｅｉ，ＬＩＵＺｉ．ｔｏｎｇ，ＸＩＥＸｉａｏ．ｍｉｎｇ，ＬＩＸｉａｏ — ｑｉｎｇ
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
摘
要：采用宏细观相结合的多尺度力学试验对玻璃纤维增强塑料（ＧＦＲＰ）杆体的损伤路径进行研究，选取不
饱和聚酯基和聚乙烯基的杆体进行试验，通过不同形式的拉伸试验并结合电镜扫描技术获取ＧＦＲＰ杆体的拉伸强度及破坏历程。试验结果得出：裂缝宽度观测，循环荷载拉伸试验下的性能表现以及初始状态与８０％破坏荷载下杆体的ＳＥＭ图多尺度说明聚乙烯基杆体的基体与纤维之间复合效应优于不饱和聚酯基杆体；在同一应力水平下，不饱和聚酯基杆体渐进损伤程度高于聚乙烯基杆体；聚乙烯基杆体裂纹扩展的临界应力在破坏荷载的８０％左右，而不饱和聚酯基杆体为破坏荷载的６０％左右，聚乙烯基杆体有更好的断裂韧性。关键词：ＧＦＲＰ；多尺度力学试验；损伤路径；循环荷载
ｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｅｄｔｈａｔｖｉｎｙｌｅｓｔｅｒｂａｒｈａｓａｂｅｔｔｅｒｃｏｍｐｏｕｎｄｅｆｆｅｃｔ
Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ；
２．ＨｉｇｈｗａｙＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎＢｕｒｅａｕｏｆＪｉａｎｇｌｉｎｇＣｏｕｎｔｒｙｏｆＨｕｂｅｉＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ４３４１００，Ｃｈｉｎａ）
第３２卷第３期２０１５年９月
土
木
工
程
与
管
理
学
报 Biblioteka Ｖｏｌ＿３２Ｎｏ．３
Ｓｅｐ．２０１５
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔ