植筋UHPC-NC界面直剪试验研究及有限元模拟

目前,超高性能混凝土(UHPC)被广泛用于组合构件和普通混凝土(NC)结构的加固。在加固后,由于界面法向拉应力和界面切向剪应力的共同作用,UHPC与NC之间的界面成为最脆弱的部分。植筋处理是连接旧混凝土与新混凝土界面的常见方法。本研究通过直剪试验和有限元模拟综合分析了有无植筋的UHPC-NC试件的抗剪强度以及植筋率对抗剪性能的影响。结果表明,无植筋试件的抗剪强度仅为整体浇筑试件的20%,而植筋试件的抗剪强度为整体浇筑试件的40%~80%。在未植筋试件中,破坏形式呈脆性破坏,而在植筋试件中,界面裂缝得到发展,界面抗剪强度提高,界面滑移量增大,界面呈延性破坏。

植筋法在新旧混凝土结合面的抗剪性能研究

在工程加固维修中,新旧混凝土结合面往往是最薄弱的环节,因此,工程加固质量的关键在于结合面的质量,主要在于其抗剪性能。文章通过试验研究了植筋法在新旧混凝土加固中的植筋率、植筋深度对新旧混凝土结合面抗剪强度的影响。结果表明,增加植筋率、植筋深度可以有效提高粘结界面的抗剪强度,在工程实践中需要综合考虑承载力、经济等各方面的问题。

植筋法在混凝土加固中的应用

受到自然因素和人为因素的影响,混凝土结构会出现不同程度的老化,导致其存在安全隐患,考虑到经济、环境等因素,需要对混凝土结构进行加固。植筋法是目前常用的比较成熟的方法。基于此,文章研究了植筋法混凝土加固中的影响因素,探究了植筋法在混凝土桥梁加固中的应用。

超高性能RPC钢筋网加固混凝土界面粘结性能试验研究

针对现有混凝土加固技术导致的耐久性弱、承载力低的问题,该文基于活性粉末混凝土钢筋网加固混凝土技术(Technical for strengthening concrete structures with reactive powder concrete and bar mesh,RPCBM),展开了双面剪切试验。该文评估了各试件的抗剪强度、破坏形态与荷载位移曲线,系统性地探讨了粗糙度、植筋率、钢筋网规格对RPCBM加固旧混凝土结构界面剪切性能的影响。结果表明:RPCBM加固混凝土结构的界面抗剪强度和延性提升幅度较大,具有良好的粘结性能。在一定范围内,随着粗糙度增大,粘结界面抗剪强度提高;植筋率增高,抗剪强度与延性增强;钢筋网规格是改善界面延性的重要因素。在此基础上,为了更好地计算RPCBM加固混凝土的界面粘结强度,该文基于以上数据建立了粘结界面抗剪强度的模型,提出了综合计算RPCBM加固普通混凝土(Ordinary Concrete,OC)界面抗剪强度的公式,试验结果与理论分析吻合较好,为工程实践中加固材料的选择和改进施工方法提供了理论依据。

预制UHPC与后浇NC界面的抗剪性能

采用预制超高性能混凝土(Ultra‐high Performance Concrete,UHPC)作为底板并与后浇普通混凝土(Normal Concrete,NC)形成组合结构,可有效减轻结构自重,提高施工效率。为研究界面处理方法对预制UHPC‐后浇NC(UHPC‐NC)界面抗剪性能的影响规律,开展Z形试件直剪试验,并采用数值模拟方法进行扩大参数分析。试验结果表明:UHPC‐后浇NC界面破坏模式分为完全界面破坏(A类)和NC劈裂破坏(B类)两种,界面抗剪承载力主要由后浇NC控制;植筋能显著提高抗剪强度和延性。植筋试件的抗剪强度可达到整浇试件的91.5%,UHPC界面凿毛处理的抗剪强度为整浇试件的55.7%。植筋界面试件最大相对滑移为1.2 mm,表现出较好的延性。凿毛界面试件滑移基本不超过0.25 mm,表现为脆性破。数值模拟结果表明:试验结果和数值模拟结果吻合良好,界面抗剪强度随NC强度的增大而增大,当NC强度等级超过C50后,抗剪强度由界面植筋率控制;随着植筋率的提高,界面抗剪强度先增大再减小,界面最优植筋率为1.57%。

带植筋新老混凝土粘结面剪切试验及有限元模拟分析

新老混凝土良好结合是混凝土修补成功的关键,提出在粘结面上植筋来增强新老混凝土的粘结性能,通过采用剪切试验和有限元模拟方法综合分析有无植筋的新老混凝土试件的抗剪强度特征及植筋率和不同植筋排布方式对抗剪性能的影响。结果表明:无植筋试件的抗剪强度仅为整浇试件的30%左右,而植筋新老混凝土试件的抗剪强度将达到整浇试件的40%~70%;设置界面构造锚筋能够抑制裂缝的发展,使粘结面破坏具有一定的延性,增强新老混凝土粘结性能;在一定范围内增大植筋率可以提高混凝土构件的抗剪强度;采用三角形植筋排布方式的试件,其开裂荷载和破坏荷载均高于方形排布试件,钢筋平均应变也相对提高5%~10%。

带竖向销键夯土墙抗震性能试验

为定量分析带竖向销键夯土墙的抗震性能,开展了6片带竖向销键夯土墙的水平低周反复荷载试验,分析了夯土墙的破坏过程和破坏形态,以植筋率、销键直径等为参数,研究了夯土墙滞回曲线、骨架曲线、承载力及变形性能、刚度退化规律和耗能能力等抗震性能。结果表明:夯筑分层处是夯土墙受力薄弱环节,竖向销键对夯土墙的抗侧承载力影响较小,对延性有比较显著的改善;随着植筋率的增加,延性系数先增大,后减小;随着竖向销键直径的增大,延性系数逐渐减小;竖向销键对夯土墙初始刚度有一定程度的削弱,对刚度退化趋势影响不明显;竖向销键可明显提升夯土墙耗能能力;各试件等效黏滞阻尼系数随加载进程波动较明显;极限位移状态下,各试件的等效黏滞阻尼系数在0.13~0.24范围;所得研究结果可为深入了解带竖向销键夯土墙的抗震性能及其实际应用提供理论依据。

再生混凝土新旧界面剪切特性研究

随着经济的快速发展,再生骨料的重复利用对已有建筑的加固维修已成为土木工程领域研究的热点问题,本文以再生粗骨料的重复利用为背景,研究再生骨料对新旧混凝土界面强度的影响规律,结论认为,植筋、植筋且加界面剂条件可以提高界面延性;粗骨料取代率不变时,随植筋率增加,界面强度提高,但存在最优植筋率;植筋率相同时,随再生粗骨料替代率增加,强度降低。研究成果可为解决类似工程问题提供参考。