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纤维增强复合材料(FRP)-混凝土界面的粘结性能是FRP加固技术的关键所在。国内外学者进行了大量试验研究,获得了多种粘结承载力、局部粘结滑移公式。实际加固构件的破坏往往不是FRP材料被拉断,而是FRP-混凝土界面附近混凝土的剥离,所以最理想的有限元方法是直接模拟混凝土的破坏。但是这种方法不仅需要非常精细的网格,而且常常遇到数值收敛困难,另外混凝土本构中诸多有重大影响的参数缺乏理论依据。基于断裂力学的CZM(Cohesive ZoneModel)方法正引起越来越多的关注,多位学者已经推导了跨中裂缝引起FRP剥离、FRP粘贴边缘起裂等不同剥离破坏形式的封闭解。但是受限于严格的边界荷载条件,这些理论解无法推广到一般情况。基于CZM,本文进行FRP-混凝土界面破坏的有限元分析,主要内容和结论如下: 1.对单剪试验进行有限元分析。计算得到的荷载位移曲线、粘结承载力与试验结果吻合较好。得到了不同荷载水平下FRP应力、FRP-混凝土界面剪切应力和滑移量的分布情况;参数研究表明,若FRP锚固长度足够长,则粘结强度对粘结承载力的影响不大,界面断裂能越大,承载力越大。 2.对FRP加固带缝素混凝土梁进行平面有限元分析,计算得到的荷载峰值与试验结果均吻合较好。加载过程中先后出现两个荷载峰值,后一个峰值与FRP-混凝土界面粘结性能相关,不受初始裂缝高度的影响。同时分析了跨中混凝土裂缝引起的FRP剥离的全过程。 3.对FRP加固带缝素混凝土梁进行三维有限元分析,考虑了初始裂缝口FRP未粘结段的影响,同时混凝土软化段采用指数型表达式,FRP采用壳单元而非实体单元模拟,更真实地再现了跨中裂缝引起的FRP剥离过程,而且能方便地直接揭示加载过程中界面剪切应力的分布和变化过程。 4.分析了界面参数对FRP加固钢筋混凝土梁数值计算结果的影响,结果表明在一定范围内粘结强度对加固梁承载力的影响不大,但是却影响加固梁的破坏形式,本文建议对陆新征粘结滑移本构预测的粘结强度进行0.4倍的折减,断裂能仍采用该本构的预测值。在此基础上,进一步研究了FRP端部剥离引起的加固梁破坏的全过程。