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混凝土与FRP筋的粘结将直接影响其长期工作性能,现阶段相关试验研究主要针对FRP筋的类型、FRP筋的粘结长度、FRP筋的直径、FRP筋的表面形状及混凝土强度研究FRP与混凝土长期粘结性能变化,但是针对外部环境作用,特别是海水盐度及潮汐循环作用对粘结性能影响却一直没有得到重视。近海和沿海区域的高侵蚀环境导致钢筋混凝土耐久性退化严重,成为FRP筋代替钢筋的重要原因之一。尽管现阶段针对FRP筋的耐久性试验考虑了侵蚀环境的影响,但侵蚀性海洋环境下FRP筋与混凝土粘结性能尚未见报道。相对于海洋大气环境和海洋水下环境,海洋潮汐环境的干湿交替作用将对混凝土孔隙结构和FRP筋的耐久性能和两者之间的粘结退化带来更为显著的影响。 1.基于FRP筋夹片式锚具试验研究获取的极限承载力、滑移值等测试信息建立3D有限元模型,采用数值模拟方法针对锚固体系开展非线性受力分析,模型分析与基准试验在滑移动态演变过程、失效形态和测试数值上均具有高度的吻合率和精度。鉴于试验规模的局限性,试验获取的测试参数无法满足FRP筋锚具设计的需要,利用有限元进行夹片式锚具受力分析,讨论了锚环锥角、夹片与锚环之间的角度差、铝套管厚度、夹片预紧力、夹片与锚环之间的初始接触位置、锚具长度等参数对锚具性能的影响,通过数值分析确定上述参数的推荐取值范围,对FRP筋夹片式锚具设计及改进提供参考和借鉴。 2.本试验以工程调查的海水盐度制作海水样本溶液,通过添加不同盐度的溶液制作了74个FRP筋拉拔试件和36个立方体伴随试块,以一定浓度盐溶液干湿交替对混凝土粘结构件进行海洋潮汐环境作用模拟,测试经历不同潮汐循环下的混凝土粘结试件的拉拔曲线,旨在获取潮汐环境下FRP筋与混凝土粘结退化规律。 3.在本文试验以及已有试验研究的基础上,提出了BFRP筋与混凝土粘结滑移退化理论模型,并与试验所得粘结滑移曲线进行比较,模型曲线与试验曲线吻合良好。同时利用ANSYS程序对BFRP筋与混凝土拉拔试件进行有限元模拟,并系统总结出了考虑粘结滑移的BFRP筋与混凝土构件的ANSYS程序有限元分析建模和计算方法。采用ANSYS有限元软件对试件进行数值模拟,将试验曲线与数值模拟曲线进行对比,并对模型中BFRP筋的应力应变进行分析研究,验证ANSYS软件数值模拟结果的正确性。