韩菊红[1]2002年在《新老混凝土粘结断裂性能研究及工程应用》文中研究表明本文属国家基础性研究重大项目(攀登计划B)《重大土木与水利工程安全性与耐久性的基础研究》之5.2(1)课题及国家自然科学基金项目(59778045)《新老混凝土的粘结机理研究》课题子项。 研究新老混凝土粘结性能和工程应用技术已成为混凝土结构补强加固的关键，也是水利与土木等工程领域中混凝土结构安全性和耐久性基础研究所迫切需要解决的重大课题。 本文考虑粘结面在受载前总存在有初始微裂缝这一特点，用混凝土断裂力学理论和试验方法来研究新老混凝土粘结面的粘结机理和力学特性，并提出新老混凝土粘结的工程应用建议。 本文主要研究工作如下： 1．进行了四组24水平共计87个新老混凝土粘结试件的断裂试验，讨论了新老混凝土粘结的断裂机理及影响断裂性能的主要因素，如老混凝土界面的粗糙度、界面剂类型、混凝土粗骨料最大粒径、粘结龄期等。试验结果表明，新老混凝土粘结断裂性能明显低于新混凝土整体试件的断裂性能。 2．在新老混凝土粘结断裂试验的基础上，对影响新老混凝土粘结断裂性能的主要因素进行了显着性分析，各因素对粘结断裂韧度影响的显着性大小依次为界面粗糙度、界面剂类型、粘结龄期、混凝土强度、混凝土粗骨料最大粒径等；并给出了新老混凝土粘结断裂韧度的多因素计算公式，可为工程设计和加固维修提供参考。 3．用混凝土破坏的细观结构模式对新老混凝土粘结界面的粘结机理进行了分析，从不同的途径来讨论提高新老混凝土粘结性能的措施。分析结果表明：新老混凝土的界面粘结强度除了受老混凝土界面的尺寸及表面结构、粗糙程度影响外，还与新老混凝土粘结界面间发生化学反应的强弱有关。同时根据新老混凝土粘结断裂试验结果，分析了粗骨料最大粒径对新老混凝土粘结断裂韧度的影响机理，并用分形理论对影响机理进行了验证。 4．从界面断裂力学的基本理论出发，讨论了新老混凝土粘结面裂缝尖端微裂缝区对粘结面断裂性能的影响。建立了新老混凝土粘结面带状微裂缝断裂过程区模型。结合试验结果，对粘结断裂韧度进行了修正。 5．用混沌理论分析了新老混凝土粘结界面断裂损伤微裂缝动态扩展过程，界面层原始微裂缝的稳定、稳定扩展和失稳扩展的动态扩展过程与混炖理论中倍周期分叉的定态区、分叉区和混饨区模型相符合。 6．在简要分析了国内外对新老混凝土粘结面处理方法和粘结面粗糙度评定方法的基础上，提出了新老混凝土粘结面处理的切槽法和与之相协调的粗糙度评定的粗糙率法。该粘结面粗糙度评定方法与灌砂法具有内在的等价性。并用工程实例对该方法的适用性和有效性进行了验证。
程红强[2]2007年在《纤维混凝土与老混凝土粘结性能试验研究》文中研究说明新老混凝土粘结是混凝土工程中经常涉及到的一个问题，对二者之间粘结界面性能的研究具有十分重要的理论意义和实际应用价值。本文结合国家基础性研究重大项目(攀登计划B)<<重大土木与水利工程安全性与耐久性基础研究>>之5．2(1)子课题：“新老混凝土的粘结机理和测试方法研究”，在普通混凝土与老混凝土粘结性能研究的基础上，对纤维混凝土与老混凝土的粘结性能进行系统地试验研究，探讨了纤维混凝土与老混凝土粘结剪切、劈拉基本力学性能及粘结面抗冻、抗渗耐久性能，同时运用断裂力学方法对纤维混凝土与老混凝土粘结Ⅱ型断裂性能进行了试验研究及理论分析，并通过约束收缩试验分析了纤维混凝土与老混凝土的粘结性能。本文的主要工作如下：1．进行了93个纤维混凝土与老混凝土Z型粘结试件及整体试件的直接剪切试验，主要考察纤维类型、纤维掺量、界面粗糙度、界面剂类型等对纤维混凝土与老混凝土粘结剪切性能的影响。结果表明，纤维的加入能明显改善新老混凝土粘结剪切性能，在纤维掺量的一定范围内，随着纤维掺量的增加，新老混凝土粘结剪切强度不断增加；同时，纤维的加入，改善了新老混凝土粘结面的剪切变形性能，剪切破坏时极限变形也逐渐增大。在试验基础上，探讨了纤维混凝土与老混凝土粘结剪切机理，得到了新老混凝土粘结面的剪应力～剪切滑移关系曲线，提出了纤维混凝土与老混凝土粘结剪切强度的计算公式。2．进行了111个纤维混凝土与老混凝土粘结立方体试件的劈拉试验，探讨了纤维类型、纤维掺量、界面粗糙度、界面剂类型、粘结界面方位等因素对粘结劈拉强度的影响。在钢纤维体积率的一定范围内，随着钢纤维体积率的增加，粘结劈拉强度不断增加，钢纤维体积率为1.5％(S3)时，粘结劈拉强度提高14.1％；钢纤维的加入，改善了新老混凝土粘结面的劈拉变形性能，劈拉破坏时极限变形也逐渐增大。随着聚丙烯纤维掺量的增加，粘结劈拉强度不断提高，聚丙烯纤维掺量为1.5Kg／m~3(P4)时，粘结劈拉强度提高18.1％。不同的粘结界面方位对纤维混凝土与老混凝土粘结性能有一定影响，新混凝土水平浇筑(粘结界面水平)时粘结劈拉强度较侧向浇筑(粘结界面竖直)时粘结劈拉强度要高，分析试验数据，建立了二者之间的关系表达式。在试验基础上，提出了纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度计算公式。3．进行了219个纤维混凝土与老混凝土粘结立方体试件冻融循环后的劈拉试验，探讨了纤维混凝土与老混凝土粘结面的冻融损伤机理，分析了纤维类型、纤维掺量、界面粗糙度、界面剂类型等因素对粘结面抗冻劈拉性能的影响。结果表明，冻融循环作用下，钢纤维混凝土与聚丙烯纤维混凝土损伤不断累积，主要表现为随冻融循环次数的增加，相对动弹模逐渐下降、质量损失率增大和强度的不断降低。冻融循环对纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉性能有较大影响。随冻融循环次数的增加，粘结劈拉强度急剧降低。纤维的加入，能有效提高新老混凝土粘结面冻融劈拉强度，当冻融循环次数一定时，在纤维掺量的一定范围内，随新混凝土中纤维掺量的增加，新老混凝土粘结劈拉强度不断增加；对不同的冻融循环次数，纤维对粘结劈拉强度的增加影响幅度不一样，冻融次数较大时，纤维对粘结劈拉强度的影响更加明显。根据对试验数据的分析，建立了冻融循环作用下纤维混凝土与老混凝土粘结劈拉强度计算公式。4．采用纤维混凝土与老混凝土粘结复合圆台体试件，进行了114个粘结试件的抗渗试验，主要考察纤维类型、纤维掺量、界面粗糙度、界面剂类型等因素对粘结面渗透性的影响，对粘结面的渗流特性及层面力学参数，如粘结面等效水力隙宽、渗透系数以及渗透规律进行了探讨。结果表明，老混凝土表面处理方式对纤维混凝土与老混凝土粘结面抗渗性能有一定影响；界面剂的使用有利于纤维混凝土与老混凝土粘结面抗渗性能的改善。纤维的加入能改善新老混凝土粘结面抗渗性能，随着纤维掺量在一定范围内的增加，粘结面抗渗性能不断增加，钢纤维体积率为1.5％时，钢纤维对粘结面抗渗性能的增益比达27％；聚丙烯纤维掺量为1.5Kg／m~3时，聚丙烯纤维对粘结面抗渗性能的增益比达60％。在试验基础上，提出了纤维混凝土与老混凝土粘结面平均渗透系数的计算公式。5．设计了适用于Ⅱ型断裂的带切口的双面直接剪切试件，进行了57个纤维混凝土与老混凝土粘结试件的Ⅱ型断裂试验及144个整体试件冻融循环条件下的Ⅱ型断裂试验，分析了纤维类型、纤维掺量、界面粗糙度、界面剂等因素对粘结面Ⅱ型断裂性能的影响及冻融循环次数对纤维混凝土Ⅱ型断裂性能的影响。结果表明，老混凝土表面处理方式对纤维混凝土与老混凝土粘结面Ⅱ型断裂性能有一定影响，随老混凝土表面粗糙度的增加，粘结面Ⅱ型断裂韧度逐渐增加；界面剂的使用能提高纤维混凝土与老混凝土粘结面Ⅱ型断裂韧度。新混凝土中加入一定量的纤维能有效改善新老混凝土粘结面的Ⅱ型断裂性能，随纤维掺量的增加，新老混凝土粘结面Ⅱ型断裂韧度逐渐增加，新混凝土中钢纤维体积率为2.0％时，粘结面Ⅱ型断裂韧度较普通混凝土与老混凝土粘结面Ⅱ型断裂韧度提高25％；新混凝土中聚丙烯纤维掺量为1.5Kg／m~3时，粘结面Ⅱ型断裂韧度较普通混凝土与老混凝土粘结Ⅱ型断裂韧度提高16.3％。冻融循环作用下纤维对混凝土Ⅱ型断裂韧度的提高影响更加明显。冻融循环对纤维混凝土Ⅱ型断裂韧度有较大影响，随冻融循环次数的增加，断裂韧度逐渐下降。在试验基础上，探讨了粘结面断裂损伤机理，提出了纤维混凝土整体试件在冻融循环作用下Ⅱ型断裂韧度计算公式及纤维混凝土与老混凝土粘结Ⅱ型断裂韧度计算公式。6．进行了162个纤维混凝土整体试件的自由收缩试验及162个纤维混凝土与老混凝土粘结试件的约束收缩试验，探讨了新、老混凝土收缩差异对粘结性能的影响以及纤维类型、纤维掺量等因素对粘结约束收缩的影响。结果表明，在新混凝土中加入一定量的钢纤维或聚丙烯纤维，能有效减小新老混凝土之间的收缩差异(且随纤维含量的增加，收缩差异减小效果逐渐明显)，从而减小粘结界面的收缩力，提高新老混凝土粘结性能。根据纤维混凝土自由收缩应变符合双曲线函数形式的试验结果，建立了纤维混凝土自由收缩应变的统一计算模式，提出了纤维混凝土与老混凝土粘结试件约束收缩力学模型。
韩菊红, 赵国藩, 张雷顺[3]2003年在《新老混凝土粘结面断裂性能试验研究》文中认为进行了四组24项共计87个新老混凝土粘结试件的断裂试验,结合混凝土断裂力学的基本理论,讨论了新老混凝土粘结试件的断裂机理及影响断裂性能的主要因素,如老混凝土界面的粗糙度、界面剂类型、混凝土粗骨料最大粒径、粘结龄期等。试验结果表明,新老混凝土粘结断裂性能明显低于新混凝土整体试件的断裂性能。并提出了实际工程的新老混凝土补强加固建议。
陈依伶[4]2016年在《钢纤维聚合物混凝土与旧混凝土界面粘结性能及数值分析》文中进行了进一步梳理本文通过不同掺量的聚合物、硅灰加入到钢纤维混凝土中作为新浇筑混凝土,研究新旧混凝土的界面粘结性能和断裂性能,同时研究不同界面处理工艺对新旧混凝土界面粘结性能的影响,和不同脱粘面积对新旧混凝土粘结后断裂性能的影响,并且对断裂试验进行了有限元模拟。本次研究主要进行了以下试验分析:(1)混凝土抗压、抗折试验,研究不同掺量的聚合物、硅灰对钢纤维混凝土的影响;(2)混凝土钻芯拉拔试验,测得新旧混凝土界面粘结强度,研究不同掺量的聚合物、硅灰以及不同界面处理工艺对钢纤维混凝土与旧混凝土界面粘结强度的影响;(3)混凝土叁点弯曲梁试验,研究不同掺量的聚合物、硅灰以及不同脱粘面积对新旧混凝土粘结断裂性能的影响;(4)运用有限元软件ABAQUS对叁点弯曲梁试验进行数值模拟分析,比较不同脱粘面积的下新旧混凝土的断裂性能。通过上述试验,可以得到以下结论:(1)硅灰对混凝土的基本力学性能都有明显的提高作用,并且在本次试验所用掺量中9%为最佳,聚合物的加入,并不能明显提高混凝土的力学性能,但能增加其柔性;(2)聚合物掺入普通混凝土中时,能明显提高其界面粘结性能,但对于钢纤维混凝土而言,影响不明显;硅灰对普通混凝土和钢纤维混凝土,均能提高其界面粘结强度;同时在涂抹界面剂时其粘结强度最大,切槽次之,未做处理最小。(3)聚合物对混凝土断裂过程中的峰值荷载和断裂韧度并没有明显的提高作用,硅灰能够有效的提高断裂过程中的峰值荷载和断裂韧度;不同的脱粘面积时,脱粘面积越大,试件的峰值荷载越小,对应的位移越大,其断裂韧度不断减小;(4)有限元分析结果与试验结果显示出的趋势基本一致,但由于数值分析所用参数一部分来自试验,一部分来自理论计算,使得数值分析的结果与实际也存在一定的差异。
韩菊红, 赵国藩, 张雷顺[5]2004年在《新老混凝土粘结面断裂损伤过程区研究》文中指出在新老混凝土粘结面断裂性能试验的基础上,建立了新老混凝土粘结面断裂破坏模式,分析讨论了界面层特性及界面微裂缝扩展对新老混凝土粘结面断裂性能的影响。建立了新老混凝土粘结面带状微裂缝断裂过程区模型,根据该模型可求出断裂过程区尺寸。结合裂缝过程区的荷载~应变试验结果,用临界断裂韧度对新老混凝土粘结断裂韧度进行了断裂过程区影响修正。
农金龙[6]2013年在《聚合物改性水泥基粘结复合材料的粘结性能研究》文中研究说明聚合物乳液或胶粉掺入新拌和普通混凝土、砂浆或水泥净浆,亦可复掺外加剂或矿物掺合料,可使普通混凝土、砂浆或水泥净浆性质较大地改变,性能显着地改善,其制成的复合材料用作粘结材料,称为聚合物改性水泥基粘结复合材料(Polymer-modified cement-based bonding composite,简称PCBC)。本文以丁苯PCBC为重点,对几类PCBC粘结性能进行系统的试验研究和理论分析,其主要内容和创新成果如下：1.基于系统的配比试验,提出了聚合物改性水泥基粘结砂浆(Polymer-modified cement-based bonding mortar,简称PCBM)较适宜的配比,研究几类PCBM短期粘结性能。通过试验和理论分析可得：(1)聚灰比、水灰比、胶砂比等聚合物砂浆配合比的变化明显地改变包括粘结强度在内的砂浆强度；高效减水剂等外加剂的复合改性,显着地改善部分聚合物砂浆早期粘结性能；UEA和SF等矿物掺合料对聚合物砂浆早期粘结性能的改性作用效果不明显；混用外加剂FDN及矿物掺合料SF和UEA对各种聚合物砂浆粘结改善作用差异较大。(2)几乎所有试验涉及的PCBM,硬化前的拌合物都有特殊的性质和特点,硬化后的也有独特的力学性能,明显地区别于普通砂浆,在选用适当的配比和保持良好的养护环境等条件下,可以显着改善早期粘结性能。2.将聚合物砂浆的拌合物稠度和密度、粘结养护制度、配比、外加剂、矿物掺合料、粘结强度、本体抗压和抗折强度以及户外5a龄期粘结,有机地融入聚合物改性水泥基粘结复合材料短期和长期粘结性能研究中,形成了较系统的粘结性能研究体系,得到如下新型粘结材料：粘结性能优良的丁苯砂浆,不同粘结性能的丙烯酸、纯丙和氯丁砂浆,潮湿环境及水中可固化的液态环氧树脂,没有缓凝现象且本体强度不降低的NP砂浆。3.通过试验研究了丁苯改性水泥基材料长期粘结性能复杂的作用机理。结果表明：丁苯水泥净浆斜剪、直剪、抗弯、轴向拉伸及丁苯混凝土劈裂强度性能优越,其抵抗大面积、大体积混凝土修补加固所产生的复杂应力系统破坏的能力突出；丁苯砂浆的长期水泥水化程度较高和其特有的、有益的水泥水化规律相关；丁苯砂浆受热和干缩变形规律不损害其长期粘结性能,有些变形甚至对长期粘结性能有益；丁苯砂浆的粘结界面电镜照片和显微硬度试验结果显示其粘结效果良好,与其宏观良好的长期粘结性能相一致。提出并运用了薄弱幅度和薄弱指数两个性能参数,对丁苯砂浆粘结界面显微硬度试验结果进行分析,进一步证实丁苯砂浆具有良好的长期界面粘结质量,推证了其粘结界面过渡区具有自我完善的功能,动态地解释了其长期粘结性能机理。提出并运用了丁苯砂浆粘结界面模型。
韩菊红, 张雷顺, 赵国藩[7]2002年在《新老混凝土粘结断裂韧度计算方法探讨》文中研究说明本文在新老混凝土粘结试件叁点弯曲切口梁断裂试验的基础上 ,对影响新老混凝土粘结面断裂性能的主要因素进行了显着性分析 ,其各因素对粘结断裂韧度影响的显着性大小依次为界面粗糙度、界面剂类型、粘结龄期、混凝土强度、混凝土粗骨料最大粒径等 ,并推导出新老混凝土粘结断裂韧度的多因素计算公式 ,可为工程设计和加固维修提供参考
李珍珍[8]2016年在《应变硬化水泥基复合材料（SHCC）收缩与抗裂性能研究》文中进行了进一步梳理收缩裂缝是混凝土结构耐久性劣化的一个主要诱因,这往往与使用的水泥基材料自身抗拉强度低、脆性大、易开裂等缺陷有关。有效控制水泥基材料收缩裂缝的产生和发展,提高其耐久性一直是工程界普遍关注的问题。应变硬化水泥基复合材料(Strain Hardening Cementitious Composite,简称SHCC)因具有典型的拉伸应变硬化与多微缝开裂特性而成为近年来的研究热点。作为一种新型水泥基材料,SHCC的收缩与抗裂性能是不可回避的,目前国内外在该方面的研究成果比较有限,仍处于探索阶段。本文通过试验对SHCC单轴拉伸性能、收缩性能及约束收缩抗裂性能等进行了系统研究,并对SHCC修复老混凝土梁的收缩变形协调性能进行初步探索,具体工作如下:(1)通过单轴拉伸试验研究了SHCC在不同养护环境(标准、室内及室外)和不同龄提下的拉伸性能。试验结果表明:在养护适当的情况下,标准、室内和室外养护的SHCC以及养护龄提较长的SHCC均呈现出显着的拉伸应变硬化和多微缝开裂模式,极限拉应变可稳定达到3%以上,裂缝宽度能够控制在125μm以内。与标准养护SHCC相比,室内养护SHCC的抗拉强度有所降低,硬化现象不够显着,但其韧性没有降低,裂缝宽度能够控制在60μm以内;在早提充分养护和后提自然养护的共同影响下,室外SHCC保持性能稳定,其抗拉强度和韧性没有出现明显下降,裂缝宽度可控制在80μm以内。室内养护环境下,SHCC抗拉强度随龄提增长而增大,28d达90d的96%以上;SHCC约在14d时拉伸应变能力达到峰值,随后稍有下降,90d时的极限拉应变趋于3.5%;平均极限裂缝宽度随龄提增长逐渐增加,28d后逐渐稳定,约为50±2μm;对数函数式和指数函数式可用于描述SHCC拉伸参数与龄提的关系。(2)通过自由收缩试验研究了不同养护环境(标准、室内及室外)下SHCC收缩变形与水分损失的变化规律。试验结果表明:养护环境对SHCC收缩变形的影响远大于对膨胀变形的影响;与室内养护SHCC相比,室外养护SHCC收缩变形幅度较大且收缩值较大,早提浇水养护提间室外SHCC收缩变形减少,甚至出现微膨胀;SHCC水分损失和收缩变形主要发生在早提,SHCC质量损失率与其收缩应变之间非线性相关;SHCC收缩应变与龄提的关系可用双曲函数式描述和预测。经理论分析,SHCC较高的负p为抵抗约束收缩引起局部断裂破坏提供一个非常安全的限度,与室内养护SHCC相比,室外养护SHCC的抗收缩断裂能力稍有下降;室内养护SHCC容易在早龄提出现收缩裂缝。(3)通过圆环约束收缩试验研究了不同养护环境(室内和室外)下SHCC的收缩开裂模式。试验结果表明:在室内和室外养护环境下,SHCC呈多微缝开裂模式;PVA纤维的加入极大地提高了SHCC抗裂性能,SHCC的裂缝控制率达到其基体的70%以上;与混凝土相比,虽然SHCC收缩开裂时间较早,但其裂缝控制能力明显优于混凝土,其平均裂缝宽度约为混凝土的23.0~38.1%;与室内养护SHCC相比,室外养护SHCC裂缝数量增多,抗裂能力稍有下降,其最大裂缝宽度(约为120μm)明显大于室内养护SHCC(约为90μm),但早提浇水养护能够延迟室外SHCC收缩开裂时间。(4)通过SHCC与老混凝土粘结收缩试验研究了不同界面粗糙度、不同修复层厚度以及不同养护环境等变参量下SHCC修复梁收缩开裂与分层模式以及修复层局部位置约束收缩应变发展趋势。试验结果表明:与混凝土相比,SHCC修复层出现多条细微裂缝而不是局部断裂,界面分层得到有效控制;粘结面较为光滑时,SHCC修复梁容易发生分层失效;修复层较薄的SHCC修复梁容易出现分层和开裂现象;相比室内养护SHCC修复梁,室外养护SHCC修复梁开裂和分层程度相对严重;从开裂和分层破坏程度看,界面粘结性能的好坏是影响SHCC修复系统收缩变形协调性能的主要因素;SHCC修复层约束收缩应变以递减的速率不断增加,然后逐渐保持稳定发展阶段;随着修复层厚度增加,约束收缩应变稳定提逐渐延迟;接近粘结面处的局部收缩应变较小,远离粘结面处局部收缩应变大小与修复层开裂模式有关。
张建伟[9]2015年在《基于粘结界面性能的密助复合墙体框格单元力学性能研究》文中研究指明密肋复合墙体是由截面及配筋较小的钢筋混凝土框格与内嵌轻质混凝土砌块组成的,其制作工艺决定了在混凝土肋与填充砌块的接触位置形成一个粘结界面,而目前这个界面性能仍然不明确,所以有必要从材料的层次研究轻质砌块与普通混凝土粘结界面性能,并以此为基础,进一步研究其对密肋复合墙体力学性能的影响。本文采用棱柱体剪切试验的方法测定轻质加气混凝土砌块与普通混凝土粘结界面性能,然后用内聚力界面单元模拟其粘结界面,并以密肋复合墙体框格单元为研究对象,考虑粘结界面性能,建立有限元模型进行非线性分析。主要内容如下：(1)通过棱柱体剪切试验,测定了轻质加气混凝土砌块与普通混凝土粘结界面性能,主要包括试件的破坏模式、界面强度以及界面的变形特性等。分析了粘结面倾斜角度、轻质加气混凝土砌块强度以及界面的干湿状态对界面强度的影响,并提出了界面破坏包络线。(2)基于内聚力模型的基本原理,根据上述试验数据拟合了不同工况下界面本构关系,并运用内聚力界面单元模拟其粘结界面,将模拟结果与试验结果进行对比分析,结果表明了有限元模型以及所选材料和界面本构关系的合理性。(3)根据密肋复合墙体框格单元的对角轴压试验,建立与试件相同参数的有限元模型,运用内聚力单元模拟混凝土肋与内部填充砌块的粘结界面,同时建立不设置界面单元的对比模型,研究了粘结界面对密肋复合墙体框格单元力学性能的影响,并结合界面单元参数的变化来模拟粘结界面的开裂以及裂缝拓展等问题,进而对密肋复合墙体框格单元进行了受力过程分析。
胡铁明[10]2009年在《简支变连续法加固混凝土梁桥疲劳试验研究》文中研究说明对已有损伤的混凝土简支梁桥采用简支变连续非预应力法实施加固,可有效提高结构体系的承载能力和正常使用性能。由于自重较大的原因,在我国钢筋混凝土公路桥梁设计规范中不考虑控制截面的疲劳验算。但对于后加固的连续梁体系,中支座截面仅承担二期恒载和活荷载所产生的负弯矩作用,且活荷载效应远大于二期恒载,中支座截面极易因疲劳而产生破坏。本文以辽宁省交通厅重点科研项目(200514)为研究背景,对简支变连续法加固的混凝土梁进行一系列疲劳试验研究:(1)通过倒置加载方式,对7根钢纤维自应力混凝土迭合梁进行负弯曲疲劳试验研究。建立了迭合层内钢筋的疲劳方程,提出了钢纤维自应力混凝土迭合梁的疲劳验算方法。试验结果表明,钢纤维自应力混凝土对迭合梁的裂缝宽度和刚度损失有较强的限制作用,疲劳循环达到200万次时,能够满足结构的耐久性能和正常使用性能要求。(2)分别以界面构造钢筋配筋率为0、0.082%和0.164%作参量,对负弯矩作用下的迭合梁进行疲劳性能试验研究。试验结果表明,构造钢筋可使钢纤维自应力混凝土迭合层与老混凝土梁协同工作,并可使钢纤维自应力混凝土充分发挥抗裂性能,从而降低结构面层裂缝的开展,提高结构负弯矩区的正常使用性能和耐久性能。(3)采用3种混凝土分别对已有损伤的简支梁进行加固,通过疲劳试验,研究不同种类混凝土加固的两跨连续梁疲劳性能。试验结果表明,用钢纤维自应力混凝土加固的连续梁,可使钢筋应力幅、中支座截面曲率及裂缝宽度等得到有效降低。与普通混凝土加固梁相比,经10万次疲劳循环,负弯矩区最大裂缝宽度约降低25.0%～32.0%。(4)以湿接缝接头界面的横向构造钢筋配筋率为参量,研究湿接缝接头界面的疲劳性能。试验结果表明,横向构造钢筋可提高湿接缝接头的疲劳抗剪和抗裂性能,并可间接提高中支座及跨中钢筋的疲劳抗弯性能,同时降低结构的整体刚度损失。建议工程中提高湿接缝接头界面的横向构造钢筋含量,其值不宜小于0.003bh_1。(5)对钢纤维自应力混凝土加固的两跨连续梁进行疲劳试验,通过与简支阶段无损伤的连续梁进行对比,分析简支变连续法加固的连续梁的疲劳性能。试验结果表明,简支阶段有损伤和无损伤的两种连续梁经1000次疲劳循环后,跨中和中支座钢筋应力幅、跨中截面刚度损失等方面均表现出了较好的一致性。中支座和跨中截面疲劳验算结果表明,用钢纤维自应力混凝土加固的连续梁,中支座截面抗弯刚度显着高于跨中截面,跨中截面内力可向中支座调整,从而提高结构体系的承载能力和抗疲劳性能。
参考文献：
[1]. 新老混凝土粘结断裂性能研究及工程应用[D]. 韩菊红. 大连理工大学. 2002
[2]. 纤维混凝土与老混凝土粘结性能试验研究[D]. 程红强. 郑州大学. 2007
[3]. 新老混凝土粘结面断裂性能试验研究[J]. 韩菊红, 赵国藩, 张雷顺. 土木工程学报. 2003
[4]. 钢纤维聚合物混凝土与旧混凝土界面粘结性能及数值分析[D]. 陈依伶. 重庆交通大学. 2016
[5]. 新老混凝土粘结面断裂损伤过程区研究[J]. 韩菊红, 赵国藩, 张雷顺. 工程力学. 2004
[6]. 聚合物改性水泥基粘结复合材料的粘结性能研究[D]. 农金龙. 湖南大学. 2013
[7]. 新老混凝土粘结断裂韧度计算方法探讨[J]. 韩菊红, 张雷顺, 赵国藩. 水利学报. 2002
[8]. 应变硬化水泥基复合材料（SHCC）收缩与抗裂性能研究[D]. 李珍珍. 河南理工大学. 2016
[9]. 基于粘结界面性能的密助复合墙体框格单元力学性能研究[D]. 张建伟. 北京交通大学. 2015
[10]. 简支变连续法加固混凝土梁桥疲劳试验研究[D]. 胡铁明. 大连理工大学. 2009
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