[00814737]湿热海洋环境下FRP筋与珊瑚混凝土粘结性能及破坏机理研究

针对珊瑚混凝土和纤维增强复合材料筋(Fiber Reinforced Polymer Bar，FRP筋)的材料特性及其应用的特殊地理环境，项目开展了对湿热海洋环境下FRP筋与珊瑚混凝土间的粘结行为的研究工作，项目在试验研究基础上采取传统力学和耐久性试验方法为主，深入分析了环境因素-材料性能劣化-粘结性能变化三者之间的关联和作用机理，完成了从FRP筋-珊瑚混凝土材料及界面损伤到建立FRP筋-珊瑚混凝土粘结滑移本构关系模型，共包括了FRP筋与珊瑚混凝土粘结性能研究，湿热海洋环境下FRP筋与珊瑚混凝土粘结性能研究，以及湿热海洋环境下FRP筋-珊瑚混凝土粘结滑移本构关系及破坏机理的研究三个部分内容。试验研究过程中通过理论分析和试验验证相结合的方式，重点分析了FRP筋-珊瑚混凝土二者间粘结强度形成、劣化和破坏机理，进一步明确了FRP筋-珊瑚混凝土粘结性能的主要影响因素，以及二者界面关系及相互作用的变化规律；初步建立了FRP筋-珊瑚混凝土粘结滑移本构关系模型。通过进行不同温度海水浸泡、干湿交替两种试验方式，分析耐久性试验前后的FRP裸筋，珊瑚混凝土，以及珊瑚混凝土保护下的FRP筋的性能变化，明确南海地区的高温、高盐、高湿等环境因素及其耦合作用对FRP筋性能劣化的效应；通过对粘结强度、滑移、破坏特征、材料性能衰退、界面关系演化等关键因素的采集与分析，进一步揭示湿热海洋环境下FRP筋与珊瑚混凝土间粘结性能和退化机理。在已有研究成果和试验的基础上，结合试验结果分析，建立了适用于FRP筋-珊瑚混凝土粘结滑移本构模型，并求解基于该模型上升段的粘结-滑移微分方程解答，利用该模型推导出FRP筋在珊瑚混凝土构件中的最小锚固长度的理论公式，并引入珊瑚混凝土修正系数。 项目研究成果为FRP筋珊瑚混凝土结构的力学性能分析和工程应用提供关键理论基础，同时有效推动FRP筋混凝土结构相关理论的发展，也为珊瑚混凝土相关耐久性问题的解决提供了新的途径。项目已发表学术论文10篇，其中SCI收录2篇，EI收录2篇；申请发明专利3项；共培养1名博士研究生和6名硕士研究生，均已获得相应学位。