CFRP混凝土結構中若干力學問題的理論分析及實驗研究.pdf

1、本文針對碳纖維加固混凝土結構的若干力學問題進行了多方面的研究。研究工作主要從理論及實驗兩方面開展，涉及的內(nèi)容包括碳纖維材料本身的力學性質(zhì)、碳纖維與混凝土粘結界面的力學特點、碳纖維對裂紋擴展的影響等幾個方面。首次將數(shù)字圖像頻域分析法（DIAF）應用于該領域的試驗研究中。 首先，本文介紹了數(shù)字圖像頻域分析法的基本原理，首次分析了將其應用在混凝土構件試驗研究中存在的一些問題，包括混凝土自然表面與噴斑處理過表面對測試精度的影響及表面缺陷

2、對測試精度的影響，給出了針對剛體位移、過大位移的處理方法，確立了如何解決系列加載中涉及到的位移疊加位置不匹配問題的方法，并對數(shù)字圖像頻域分析法應用在混凝土構件試驗研究中位移、應變的測試精度進行了分析。 其次，采用基于統(tǒng)計失效模型的方法，建立了一個基于單元的含有剪切面參數(shù)的三維剪滯模型，從細觀力學的角度對CFRP片材的拉伸力學性能進行了數(shù)值模擬。纖維的強度基于蒙特卡洛（Monte. Carlo）方法，用兩參數(shù)的韋布爾（Weibul

3、l）分布模擬。通過對碳纖維片材的數(shù)字圖像頻域分析法的試驗研究證明了數(shù)值模擬的正確性。 本文引入與橫向剪切變形相關的界面應力σp，τp，推導了考慮橫向剪切變形影響的CFRP加固混凝土三點彎梁界面剪應力及剝離正應力的解析解。以此為基礎，結合數(shù)字圖像頻域分析法對CFRP加固混凝土三點彎梁界面位移場進行光力學試驗研究，得到了碳纖維片材粘貼端部界面剪應力與滑移量之間的關系曲線。作為對CFRP加固結構界面力學性能的補充研究，本文還對軸向拉伸