盐碱和冻融环境下GFRP筋/ECC材料粘结滑移模型

作     者：吴丽丽 王慧 徐翔 林智斌 WU Lili;WANG Hui;XU Xiang;LIN Zhibin

作者机构：中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 北达科他州立大学土木与环境工程系法戈市ND 58108-6050 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2023年第40卷第5期

页      面：2859-2875页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(51678564,52178177) 中国矿业大学(北京)越崎杰出学者奖励计划(2602021RC59) 中央高校基本科研业务费项目(2022YJSLJ13) 北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室开放基金(2020B07) 

主　　题：工程用水泥基复合材料 玻璃纤维增强复合材料筋 冻融循环 盐碱侵蚀 粘结机制 粘结滑移模型 

摘      要：粘结滑移本构模型可以反映两种材料界面协同工作的性能,国内外对于玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)筋/普通混凝土的粘结滑移研究较多,对GFRP筋与工程用水泥基复合材料(ECC)的研究较少,尤其是盐碱或冻融环境下。共制作了66个GFRP筋/混凝土拉拔试件,对比了普通环境、盐碱和冻融循环条件下,GFRP筋表面形式、基体类型和混凝土强度等因素变化时,试件的破坏形式、粘结机制及粘结滑移曲线的差异。研究结果表明:带肋GFRP筋/ECC试件主要发生拔出且带缝破坏;冻融循环后的带肋GFRP筋/普通混凝土试件由劈裂破坏变为拔出且带缝破坏;冻融循环使试件的粘结滑移曲线斜率变小;发生拔出破坏和拔出且带缝破坏的试件残余段曲线呈波浪式衰减,且残余应力峰值之间的滑移量约为一个肋间距。与现有粘结滑移模型进行拟合,根据拟合结果和GFRP筋/ECC材料在3种环境下实际粘结滑移特点,提出了包含参数A、B、α的粘结滑移曲线模型,与试验结果拟合相关系数R2均在0.9以上,得到参数A、B、α的取值分别集中在-0.6~0.2,-0.1~0.1和-0.6~-0.3之间。并根据不同学者的试验结果进一步验证了建议模型的可行性和普适性。