超高韌性水泥基復合材料加固混凝土結(jié)構的界面力學性能與耐久性能研究.pdf

1、工程水泥基復合材料（Engineered Cementitious Composites，簡稱ECC）具有超高韌性，微裂縫特性，自愈合特性，以及良好的抗疲勞性，抗?jié)B透性，抗凍融性，抗侵蝕性等，被廣泛的應用于混凝土橋梁結(jié)構的修復與加固。對于ECC修復的混凝土橋梁結(jié)構，ECC與混凝土的界面是最重要也是最薄弱的部分，然而目前關于ECC與混凝土界面的研究還非常有限，因此本文進行了ECC與混凝土界面的基本力學性能與抗鹽凍融耐久性研究，主要的研究結(jié)

2、論如下:
　　1)通過ECC強度等級、聚乙烯醇纖維類型（Polyvinyl Alcohol Fiber，簡稱PVA纖維）、界面粗糙度、ECC澆筑方式（噴射澆筑和普通澆筑）對ECC與混凝土界面軸向抗拉性能的影響研究，得到了各因素對ECC與混凝土界面軸向受拉破壞模式、軸向拉力-位移曲線、名義抗拉強度的相關影響規(guī)律。通過對軸向拉伸荷載作用下ECC與混凝土界面微觀粘結(jié)機理的分析，并基于粘結(jié)機理推導了ECC與混凝土界面軸向受拉微觀力學模型，

3、根據(jù)該模型并提出了一種界面粗糙度界限值的計算方法。
　　2)通過ECC強度等級、PVA纖維類型、界面粗糙度、ECC澆筑方式（噴射澆筑和普通澆筑）對ECC與混凝土界面抗剪性能的影響研究，得到了各因素對ECC與混凝土界面剪切破壞模式、剪切-滑移曲線、剪切強度的相關影響規(guī)律。通過對剪切荷載作用下ECC與混凝土界面粘結(jié)性能機理的分析，同時考慮到ECC強度、界面粗糙度對界面剪切強度有顯著的影響，基于粘結(jié)機理推導了以ECC強度、界面粗糙度為自

4、變量的ECC與混凝土界面剪切強度預測模型。
　　3)通過ECC與混凝土界面的鹽凍融循環(huán)試驗研究，以及鹽凍融循環(huán)作用下ECC與混凝土界面剪切性能的試驗研究，得到了ECC強度等級、界面粗糙度對鹽凍融循環(huán)壽命的影響規(guī)律;以及鹽凍融循環(huán)作用對界面剪切強度和剪切剛度的影響規(guī)律;通過對鹽凍融循環(huán)作用下ECC與混凝土界面損傷機理的分析，采用損傷力學的方法建立了基于凍融損傷機理的界面剪切強度損傷預測模型。
　　4)通過鹽凍融作用下ECC與混

5、凝土界面斷裂特性的試驗研究，得到了鹽凍融作用對ECC與混凝土界面的荷載-裂縫張口位移曲線、極限劈裂荷載、極限裂縫張口位移等斷裂特性的影響規(guī)律。試驗結(jié)果表明，無論是否經(jīng)歷鹽凍融循環(huán)，ECC與混凝土界面的斷裂特性均表現(xiàn)出明顯的非線性，因此可以采用雙參數(shù)斷裂判定準則進行描述界面的非線性斷裂特性。根據(jù)線彈性斷裂力學的相關理論，推導出了界面起裂斷裂韌度和失穩(wěn)斷裂韌度的解析計算公式，在鹽凍融循環(huán)作用下界面起裂斷裂韌度和失穩(wěn)斷裂韌度的變化情況也就反映