不同环境下碳纤维布约束混凝土受压性能试验研究及理论分析

论文摘要

在系统总结碳纤维布约束混凝土柱轴心受压性能和不同环境下纤维加固混凝土结构耐久性研究现状的基础上，对不同环境作用下碳纤维布约束混凝土轴心受压性能进行了试验研究和理论分析。设计包括对比试件在内的670个混凝土轴心受压圆柱试件，选取标准养护、自然淋雨、自然不淋雨、淡水浸泡和硫酸盐浸泡5种环境，进行环境作用，希望通过长期的试验(设计的试验时间约10年)建立不同环境下碳纤维布约束混凝土力学性能变化规律。其中环境作用时间以90天为一个周期，统一采用100吨压力试验机试件进行单轴受压试验。截至当前，已对270个试件进行单轴受压试验，根据试验结果，分析了不同环境影响下约束混凝土试件强度随时间的变化规律并对变化机理作了探讨，提出了考虑时间因素的环境影响下碳纤维约束混凝土的本构模型。同时，结合所做的耐久性试验的特性，对耐久性试验的试验方法做了初步探讨。利用数值模拟的方法研究了偏压约束钢筋混凝土柱的荷载、位移随时间的变化规律，同时探讨了偏心率和混凝土强度等级对偏压约束混凝土柱的承载能力的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与研究意义
• 1.2 纤维约束混凝土的力学性能
• 1.2.1 约束混凝土工作机理
• 1.2.2 纤维约束混凝土的本构模型
• 1.3 环境影响下纤维加固混凝土结构的研究现状
• 1.3.1 纤维加固混凝土结构的耐久性概述
• 1.3.2 不同环境下纤维加固混凝土结构的耐久性
• 1.3.3 成果总结
• 1.3.4 待解决的问题
• 1.4 本文的主要工作
• 第2章 环境影响下碳纤维布约束混凝土力学性能试验研究
• 2.1 引言
• 2.2 环境作用
• 2.2 试件设计
• 2.3 试验材料
• 2.3.1 混凝土
• 2.3.2 粘结树脂
• 2.3.3 碳纤维布
• 2.4 加固方式及加固工艺
• 2.4.1 加固方式
• 2.4.2 加固工艺
• 2.5 试验装置及加载制度
• 2.5.1 加载装置及测点布置
• 2.5.2 加载制度
• 2.6 试验结果和分析
• 2.6.1 破坏模式
• 2.6.2 试验特征参数汇总
• 2.6.3 试验结果分析
• 2.7 试验方法的讨论
• 2.7.1 讨论的对象
• 2.7.2 试验依据
• 2.7.3 结合两个试验方案对比讨论
• 2.7.4 其他影响因素的讨论
• 2.7.5 小结
• 2.8 本章小结
• 第3章 环境影响下碳纤维布约束混凝土轴压应力-应变关系
• 3.1 环境影响下约束混凝土强度变化规律
• 3.1.1 标准养护环境下约束混凝土强度变化规律
• 3.1.2 硫酸盐浸泡环境下约束混凝土强度变化规律
• 3.1.3 淡水浸泡环境下约束混凝土强度变化规律
• 3.1.4 露天不淋雨环境下约束混凝土强度变化规律
• 3.1.5 露天淋雨环境下约束混凝土强度变化规律
• 3.2 约束混凝土单轴受压应力-应变关系
• 3.2.1 标准养护环境下约束混凝土单轴受压应力-应变关系
• 3.2.2 硫酸盐浸泡环境下约束混凝土单轴受压应力-应变关系
• 3.2.3 淡水浸泡环境下约束混凝土单轴受压应力-应变关系
• 3.2.4 露天不淋雨环境下约束混凝土单轴受压应力-应变关系
• 3.2.5 露天淋雨环境下约束混凝土单轴受压应力-应变关系
• 3.2.6 试验曲线与理论曲线比较与分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 环境影响下约束混凝土偏心受压柱数值模拟
• 4.1 引言
• 4.2 程序编制原理
• 4.2.1 平截面假定
• 4.2.2 混凝土的应力-应变关系
• 4.2.3 破坏准则和数值模拟流程图
• 4.3 碳纤维约束混凝土偏压柱的荷载-位移曲线
• 4.3.1 模拟参数
• 4.3.2 约束混凝土偏压柱的荷载-位移曲线
• 4.4 柱的受力性能分析
• 4.4.1 不同环境下约束混凝土偏心受压方柱承载力的时变规律
• 4.4.2 不同环境下约束混凝土偏心受压方柱极限挠度时变规律
• 4.4.3 不同偏心率对约束混凝土偏心受压方柱极限承载力变化规律的影响
• 4.4.4 不同混凝土强度等级对约束偏压方柱极限承载力变化规律的影响
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 对今后研究的建议
• 参考文献
• 作者在研究生期间发表的论文
• 致谢