碳纤维布层数对煤圆柱力学特性影响的细观研究

为探究碳纤维布(CFRP)层数对煤圆柱力学特性的影响。利用三维的FLAC-PFC耦合方法,建立CFRP被动约束煤圆柱的连续-非连续耦合模型,基于已有0~2层CFRP被动约束煤圆柱试验数据验证了细观模型的有效性,并在此基础上开展3~7层CFRP布对煤圆柱力学特性及能量演化的影响研究。结果表明:煤圆柱的屈服点与峰值点随CFRP层数增加而渐进重合,呈现毫无征兆的屈服即破坏状态;随着CFRP层数增加,煤圆柱峰值强度增幅呈现先增大后减小,得到了表征不同层数下CFRP约束煤样峰值强度增幅演化规律的函数,峰值应变增幅呈现先增加后减小,而后再增加又减小的规律;弹性应变能恒定时,煤圆柱轴向应变与CFRP层数无相关性,但其峰值应变与极限应变均随CFRP层数增加而增大;峰值点耗散能转化率随CFRP层数增加呈现先增大而后减小规律,建立了表征不同层数下CFRP约束煤圆柱耗散能转化率演化规律的函数;从应力-应变曲线延性特征、峰值强度增幅、峰值应变增幅、耗散能转化率及总能量增幅等5方面综合考虑,兼顾经济成本与缠绕水平原则,确定3层为CFRP约束煤圆柱的最优缠绕层数。

CFRP加固框架梁负弯矩区新方法的试验研究

通过对3个利用半钢管对梁负弯矩区加固的CFRP进行锚固的技术加固的框架节点梁和1个未加固对比框架节点梁的受弯性能试验,结果表明与未加固试件相比,采用一层、二层、三层碳纤维布加固的试件极限荷载分别提高了23.1%,51.9%,71.2%,极限位移分别提高23.3%,91.7%,145%。采用有限元辅助软件对试验进行数值模拟及对比分析,证明加固后的框架梁具有承载力大和延性好等优点,且施工便捷、经济性好。