木材表面初始损伤对CFRP-木材界面粘结性能的影响

为了研究木材表面初始损伤对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-木材界面粘结性能的影响,以木材表面初始损伤率为变量,设计了4组(共12个)CFRP-木材双面剪切试件,分析了初始损伤对粘结界面破坏形态、荷载-应变曲线、应变分布曲线及界面承载力等力学性能的影响规律,探讨了木材初始损伤对界面力学性能的影响机制。试验结果表明:木材表面存在的初始损伤改变了CFRP-木材界面的破坏形态,随着损伤率的增加,剪切破坏面进入木材基体的深度逐渐变浅,界面的脆性破坏特征越显著;木材表面的初始损伤截断了木材纤维,破坏了木材表面的完整性,削弱了界面应力传递效率,增加了界面应力集中现象,使界面粘结承载力随着损伤率的增加而不断降低。本文通过对粘结界面微段的受力分析,推导了极限状态下界面应力分布计算表达式,建立了考虑木材表面初始损伤影响的CFRP-木材界面粘结承载力模型,界面粘结承载力预测模型的计算结果与试验结果的误差均小于6%,吻合较好。