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钢筋混凝土结构的耐久性问题已引起世界各国的重视,有大量工程实例表明,钢筋的锈蚀是导致钢筋混凝土结构劣化进而引起结构破坏失效的主因之一。目前,外贴FRP加固技术已被广泛应用于这些劣化钢筋混凝土结构,该领域也一直是土木界的研究热点,但国内外科学家在钢筋锈蚀对加固混凝土构件FRP粘结性能影响方面的研究成果较为缺乏。许多试验研究表明,FRP加固混凝土构件的效果主要取决于FRP与混凝土之间粘结界面的应力是否有效传递,而钢筋的锈胀作用势必会影响加固时FRP片材与开裂混凝土界面的粘结性能。为此,本文设计并制作了7组共76个外贴FRP混凝土试件,然后采用单剪试验方法,探究在不同钢筋直径和不同锈蚀率下,锈蚀劣化混凝土对FRP粘结应力传递体系的影响规律,并用DIC系统采集FRP的应变数据。研究成果主要体现在如下四个方面:(1)通过对所有试验组的试件进行通电加速锈蚀,得到不同锈蚀率和不同钢筋直径试件保护层的锈胀开裂过程和特征,并得出锈胀裂缝宽度与钢筋锈蚀率的关系;(2)通过单剪试验观察并记录在加载过程中的现象以及界面的剥离破坏模式。在此基础上,对FRP-劣化混凝土界面粘结性能的试验结果进行分析,得到不同锈蚀程度对粘结界面的极限剥离承载力的影响。最后得出试件粘结界面的荷载滑移关系以及FRP的应力应变分布,并进行对比分析;(3)通过分形理论的投影覆盖法,分析混凝土保护层剥离面与锈胀开裂面的分型特征和区别。再用像素点法,对不同锈蚀程度下混凝土锈胀裂缝进行分形表征,通过数值计算建立不同锈蚀程度与分形维数的关系,并提出一种快速估测钢筋混凝土结构锈蚀程度的新方法;(4)尝试建立锈胀劣化混凝土界面性能损伤的粘贴FRP判定准则,即基于目前三种典型的粘结承载力模型和本文的粘结承载力试验值,给出混凝土保护层剥离破坏与FRP粘结界面剥离破坏的临界锈蚀率公式,最终建立考虑锈胀作用下FRP极限粘结强度的计算模型,为后续锈蚀钢筋混凝土梁的FRP抗剪加固性能和加固方式的研究提供理论基础。