与普通钢筋混凝土及短切纤维增强水泥基材料相比,将双向编织的纤维网格放置于水泥基体中形成的复合材料既可改善钢筋易腐蚀的问题,又可提高纤维的利用率。在其应用过程中试件的一部分可能长期受拉,且荷载方向一直保持不变。复合材料的单轴拉伸过程受纤维网与基体界面粘结性能的影响,呈现出非线性的特征。因此,复合材料的单轴拉伸性能十分复杂。本文围绕纤维网和基体的力学性能、纤维网与基体界面粘结特性及纤维编织网增强水泥基复合材料的单轴拉伸性能展开试验和理论研究,明确了二者的界面粘结机理和复合材料的拉伸行为,并建立了单轴拉伸全曲线模型,为推动其应用提供了理论依据。本文主要开展了以下工作:1.纤维编织网与水泥基体的界面粘结性能(1)拉拔试验研究:本文针对18组粘结试件进行了拉拔试验,分别研究了不同因素对纤维编织网与水泥基体之间界面粘结性能的影响。结果表明:试件破坏形式主要由纤维网的埋置长度决定,试件极限拉拔荷载随埋长的增加而增大,界面粘结强度则随埋长的增加而减小;增大加载距离会导致试验曲线线性段斜率减小,相较于纤维束试件,纤维编织网试件的粘结强度有所提高;经过表面处理的纤维编织网与基体的粘结锚固性能较好,同时增大试件厚度可以提高试件极限拉拔荷载。(2)理论研究:基于不同类型试件的拉拔试验结果,详细分析了将纤维编织网从水泥基体中拔出的过程,并且建立了不同厚度试件的名义粘结强度计算表达式,与试验值对比,结果吻合良好。2.复合材料单轴拉伸性能(1)单轴拉伸试验研究:利用自行设计的模具,成功制备出放置1~3层纤维编织网的单轴拉伸试件,并对10组试件进行了单轴拉伸试验,以测定其轴拉全曲线,同时研究了不同因素对拉伸性能的影响。结果表明:粘砂试件的单轴拉伸过程可分为四个阶段,而在未粘砂试件的轴拉过程中,多裂缝开展状态并不明显,大多发生滑移破坏;试件初裂荷载随纤维网配置层数的增加而增大,而纤维利用率则随配网率的增加而降低。对纤维网表面进行粘砂处理,可有效改善纤维丝间的粘结性能,增大试件的极限荷载,提高纤维的利用率;在基体中加入PVA纤维可以改善试件的破坏状态,提高极限承载能力和拉伸韧性指数。(2)全曲线模型理论研究:基于单轴拉伸全过程中试件的刚度变化规律,针对不同配网率复合材料粘砂试件的单轴拉伸全曲线,提出了计算简便、物理意义明确的本构模型,且与试验数据吻合较好,满足工程应用中的精度要求。