基于三线性黏结-滑移模型的锚固体力学响应特征

1

作者 王瑞鹏 尧俊凯 +2 位作者 李竹庆 蔡德钩 闫宏业 《铁道建筑》 北大核心 2025年第5期115-121,共7页

为研究预应力锚索在张拉过程中锚岩界面应力分布特征以及影响锚固体抗拔承载力的控制因素,本文对传统的cable单元进行改进,实现了锚岩界面三线性黏结-滑移模型的二次开发,揭示了全长黏结锚固体锚岩界面应力分布特征存在始端大、尾端小... 为研究预应力锚索在张拉过程中锚岩界面应力分布特征以及影响锚固体抗拔承载力的控制因素,本文对传统的cable单元进行改进,实现了锚岩界面三线性黏结-滑移模型的二次开发,揭示了全长黏结锚固体锚岩界面应力分布特征存在始端大、尾端小的分布特点,但是随着拉拔荷载的不断增大,始端剪应力先增大至黏结强度后又逐渐降低至残余强度,剪应力峰值位置渐进后移,最终锚岩界面的剪应力均降低至残余剪应力。通过比较不同水泥砂浆配合比下全长黏结锚固体的极限抗拔承载力,发现极限抗拔承载力和残余强度呈正相关,继而探究了锚索承载力和锚岩界面渐进脱黏破坏的内在联系。研究结果可为锚索支护设计提供参考。 展开更多

关键词 锚索支护 三线性黏结-滑移模型 二次开发 黏结强度 极限抗拔承载力 锚岩界面

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建立表层嵌贴FRP板条-混凝土界面黏结-滑移模型的方法 被引量：2

2

作者 张智梅 张振凯 +2 位作者 熊浩 王卓 陈刚 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期304-313,共10页

提出一种建立表层嵌贴纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)板条-混凝土界面黏结-滑移模型的高精度数值分析方法.通过该方法,仅利用相关试验中施加的各级荷载值,及其对应的FRP板条加载端与自由端的滑移值,即可确定黏结-滑移... 提出一种建立表层嵌贴纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)板条-混凝土界面黏结-滑移模型的高精度数值分析方法.通过该方法,仅利用相关试验中施加的各级荷载值,及其对应的FRP板条加载端与自由端的滑移值,即可确定黏结-滑移模型中的各待定参数.通过MATLAB编程实现了该数值分析方法,并通过一系列拉拔弯曲黏结节点试验数据验证了该方法的可靠性,进而分析了混凝土强度、FRP板条黏结长度等因素对黏结-滑移模型的影响.最后利用得到的界面黏结-滑移模型,探讨了表层嵌贴FRP板条加固混凝土梁的裂缝计算问题. 展开更多

关键词 表层嵌贴 FRP板条-混凝土界面 黏结-滑移模型 裂缝计算

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UHPFRC与钢筋黏结-滑移模型

3

作者 康少波 汪若云 王丹丹 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2020年第5期70-76,共7页

通过对2种黏结-滑移模型(修正FIB模型和Marchand模型)进行分析计算,建立黏结区域钢筋微段的受力平衡方程和变形协调方程,研究钢筋埋置长度和荷载水平不同时模型的精确性。结果表明:当钢筋埋置长度较短时,钢筋自由端黏结应力较小,加载端... 通过对2种黏结-滑移模型(修正FIB模型和Marchand模型)进行分析计算,建立黏结区域钢筋微段的受力平衡方程和变形协调方程,研究钢筋埋置长度和荷载水平不同时模型的精确性。结果表明:当钢筋埋置长度较短时,钢筋自由端黏结应力较小,加载端黏结应力较大,Marchand模型和修正FIB模型曲线均与试验曲线较为吻合,随着荷载逐渐增大,黏结应力沿钢筋埋置长度趋于均匀分布;当钢筋埋置长度较长时,钢筋自由端黏结应力远小于加载端黏结应力,此时Marchand模型曲线与试验曲线较为吻合,随着荷载逐渐增大,Marchand模型与修正FIB模型计算结果逐渐靠近,且与试验结果吻合良好;埋置长度为8倍钢筋直径时,钢筋黏结应力沿埋置长度呈现出明显非线性分布,且自由端处钢筋黏结应力值接近于0。 展开更多

关键词 UHPFRC 黏结强度 分析方法 黏结-滑移模型

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基于SBFEM的锈蚀钢筋和混凝土间黏结-滑移数值模拟

4

作者 杜成斌 赵志伟 《人民长江》 北大核心 2025年第10期197-205,共9页

针对锈蚀钢筋混凝土结构的力学性能评估问题,建立了基于比例边界有限元法(SBFEM)的计算框架。采用非线性弹簧单元模拟钢筋-混凝土界面黏结-滑移行为,通过非线性桁架单元表征锈蚀钢筋的力学性能,使用四叉树网格实现混凝土高效离散,引入... 针对锈蚀钢筋混凝土结构的力学性能评估问题,建立了基于比例边界有限元法(SBFEM)的计算框架。采用非线性弹簧单元模拟钢筋-混凝土界面黏结-滑移行为,通过非线性桁架单元表征锈蚀钢筋的力学性能,使用四叉树网格实现混凝土高效离散,引入非局部宏-微观损伤模型模拟混凝土开裂过程。拉拔试验模拟表明:该方法能准确模拟锈蚀界面的黏结-滑移行为;当弹簧间距≤黏结长度的1/4时,计算结果与试验数据吻合良好。三点弯曲试验结果显示:钢筋屈服后特性会显著影响荷载-位移曲线下降段,混凝土开裂后,钢筋力学性能主导结构响应。所提出的SBFEM框架可有效模拟锈蚀钢筋与混凝土的界面行为和结构整体力学性能退化过程,为锈蚀钢筋混凝土结构性能评估提供了可靠的分析工具。 展开更多

关键词 锈蚀钢筋 比例边界有限元法 黏结-滑移本构模型 非局部宏-微观损伤模型 混凝土

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高强不锈钢绞线网与ECC黏结-滑移关系模型 被引量：17

5

作者 朱俊涛 张凯 +2 位作者 王新玲 李可 李燚 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期83-92,共10页

高强不锈钢绞线网与ECC的黏结是二者协同工作的基础,且黏结-滑移关系模型是其黏结性能的综合反映,故通过对17组51个高强不锈钢绞网增强ECC薄板试件进行单边拉拔试验,研究横向钢绞线间距、纵向钢绞线直径和相对锚固长度等因素对钢绞线网... 高强不锈钢绞线网与ECC的黏结是二者协同工作的基础,且黏结-滑移关系模型是其黏结性能的综合反映,故通过对17组51个高强不锈钢绞网增强ECC薄板试件进行单边拉拔试验,研究横向钢绞线间距、纵向钢绞线直径和相对锚固长度等因素对钢绞线网在ECC中黏结性能的影响规律。试验结果表明,横向钢绞线的设置可使黏结破坏由脆性破坏转变为延性破坏;高强不锈钢绞线网与ECC的黏结滑移曲线可分为5个阶段,分别为上升段、微降段、延性强化段、下降段和残余段。基于试验结果,对钢绞线网在ECC中的黏结破坏特征和黏结-滑移机理进行分析,在相关黏结-滑移关系模型的基础上,提出钢绞线网与ECC的黏结-滑移关系模型,并进行模型参数分析。所提模型及模型参数计算公式与试验结果吻合良好,能较好地反映钢绞线网与ECC的界面黏结滑移特征。 展开更多

关键词 高强不锈钢绞线网 ECC 黏结锚固 拉拔试验 黏结-滑移模型

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600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系研究 被引量：2

6

作者 李可 徐朝阳 +1 位作者 吴凯鑫 王新玲 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期54-60,共7页

为了探究600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系,为600 MPa钢筋在混凝土结构的应用提供理论依据,通过4组42个试件进行中心拉拔试验,研究混凝土强度、钢筋锚固长度以及混凝土保护层厚度等因素对600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关... 为了探究600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系,为600 MPa钢筋在混凝土结构的应用提供理论依据,通过4组42个试件进行中心拉拔试验,研究混凝土强度、钢筋锚固长度以及混凝土保护层厚度等因素对600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结-滑移关系的影响规律。结果表明:600 MPa级钢筋在高强混凝土中的拉拔破坏模式包括钢筋拔出破坏、混凝土劈裂破坏、钢筋屈服破坏3种模式;钢筋拔出破坏的黏结-滑移曲线包含上升段(包括微滑移段、滑移段、劈裂段)、下降段和残余段;混凝土劈裂破坏的黏结-滑移曲线只包含上升段(包括微滑移段、滑移段、劈裂段);钢筋屈服破坏的黏结-滑移曲线包含上升段(包括微滑移段、滑移段)和水平段。在不发生钢筋屈服破坏情况下,极限拉拔荷载随混凝土强度、锚固长度、钢筋直径的增加而增大。基于试验结果,分析600 MPa级钢筋与高强混凝土黏结破坏特征和黏结-滑移机理,提出了劈裂破坏情况下600 MPa级钢筋与高强混凝土的黏结-滑移关系模型及模型参数的表达式,所提模型及模型参数表达式与试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 600 MPa级钢筋 高强混凝土 黏结-滑移模型 拉拔试验 模型验证

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基于黏结-滑移摩擦模型的304不锈钢切削力仿真研究 被引量：3

7

作者 陈文康 丁亮亮 +2 位作者 张锐 朱海 王凯 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期100-106,共7页

通过预测加工304不锈钢时产生的切削力,从而对切削参数和刀具几何参数进行优化,是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型,为提高模型的精确性,选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模... 通过预测加工304不锈钢时产生的切削力,从而对切削参数和刀具几何参数进行优化,是提高304不锈钢的加工精度、切屑控制及保障刀具寿命的基础。建立304不锈钢切削仿真模型,为提高模型的精确性,选择Johnson-Cook本构方程和黏结-滑移摩擦模型。结果表明:采用黏结-滑移摩擦模型的切削力预测结果更为准确,表明相对于纯剪切摩擦与库仑摩擦模型,黏结-滑移摩擦模型能更准确地描述刀-屑摩擦特性。展开不同参数下的切削力研究,研究发现:切削力随着刀具前角、后角和切削速度的增大而减小,随切削刃钝圆半径和切削厚度、宽度的增大而增大,其中切削宽度、厚度及前角对切削力大小影响较大。研究结果为304不锈钢切削效率的提高和切削机制的研究提供了理论依据。 展开更多

关键词 304不锈钢 Johnson-Cook本构方程 切削力 黏结-滑移摩擦模型

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变形钢筋与高强轻骨料混凝土的黏结-滑移性能 被引量：1

8

作者 张玉 刘伯权 +1 位作者 吴涛 陈旭 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期274-282,共9页

研究变形钢筋与轻骨料混凝土间的黏结-滑移性能,完成了9组中心拉拔试验,分析了轻骨料混凝土强度、锚固长度、粗骨料类型及钢筋的直径对黏结应力的影响.结合试验结果,采用厚壁模型,给出了轻骨料混凝土黏结强度的解析解,并建立了钢筋与轻... 研究变形钢筋与轻骨料混凝土间的黏结-滑移性能,完成了9组中心拉拔试验,分析了轻骨料混凝土强度、锚固长度、粗骨料类型及钢筋的直径对黏结应力的影响.结合试验结果,采用厚壁模型,给出了轻骨料混凝土黏结强度的解析解,并建立了钢筋与轻骨料混凝土间的黏结应力-滑移曲线本构模型.结果表明:轻骨料混凝土的黏结-滑移性能主要受砂浆强度影响,使得该类混凝土与变形钢筋间的黏结应力优于普通混凝土;黏结强度随着轻骨料混凝土的强度提高而增加,随着黏结长度的降低而增加;本文提出的本构模型能够较为准确地预测试验曲线. 展开更多

关键词 轻骨料混凝土 拉拔试验 黏结强度 黏结-滑移本构模型 厚壁圆筒模型

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基于不同黏结材的CFRP链-混凝土界面黏结性能试验研究 被引量：9

9

作者 潘毅 刘茜 +1 位作者 任宇 郭瑞 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期26-37,96,共13页

为研究碳纤维增强复合链(CFRP Strand Sheet)与混凝土的界面黏结性能,共制作8组共24个试件并进行拉伸双剪试验,观测各组试件的破坏形态和应变分布规律,分析CFRP链与混凝土界面的黏结破坏机理,研究不同黏结材的力学性能和CFRP链加固层数... 为研究碳纤维增强复合链(CFRP Strand Sheet)与混凝土的界面黏结性能,共制作8组共24个试件并进行拉伸双剪试验,观测各组试件的破坏形态和应变分布规律,分析CFRP链与混凝土界面的黏结破坏机理,研究不同黏结材的力学性能和CFRP链加固层数对CFRP链-混凝土界面的剪切应力传递和黏结性能的影响。研究结果表明:CFRP链与混凝土的双剪试件均为表层混凝土的剪切破坏,随着CFRP链加固层数的增加,试件的剥离承载力增大,而CFRP链最大应变和界面断裂能均减小;当采用环氧树脂(EP)为黏结材时,CFRP链的材料利用率较大,而采用聚合物水泥砂浆(PCM)为黏结材时,虽单层CFRP链与混凝土界面间具有较优的抵抗剥离能力,但双层加固时,CFRP链的材料利用率却大幅降低。基于现有FRP片材-混凝土的双线性黏结滑移模型,并考虑CFRP链加固层数和黏结材力学性能的影响,建立了相应的界面黏结-滑移模型。 展开更多

关键词 混凝土 CFRP链 黏结材 双剪试验 黏结-滑移模型

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超强韧性混凝土与钢筋黏结性能研究 被引量：5

10

作者 于明鑫 俞家欢 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第10期57-61,共5页

通过超强韧性混凝土(PP ECC)与钢筋的黏结性能试验,分析黏结滑移曲线特点,研究了黏结强度的影响因素。结果显示,黏结强度随着随着钢筋埋长的增大而减小,随着钢筋直径的增加而降低;PP ECC中的PP纤维能够提高钢筋与水泥基材料的极限黏结强... 通过超强韧性混凝土(PP ECC)与钢筋的黏结性能试验,分析黏结滑移曲线特点,研究了黏结强度的影响因素。结果显示,黏结强度随着随着钢筋埋长的增大而减小,随着钢筋直径的增加而降低;PP ECC中的PP纤维能够提高钢筋与水泥基材料的极限黏结强度,提高极限黏结强度所对应的滑移值。通过试验结果分析,得出PP ECC与钢筋的连续曲线黏结滑移模型。 展开更多

关键词 超强韧性混凝土 黏结性能 黏结长度 滑移 黏结-滑移模型

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复合钢筋与早龄期海工混凝土黏结性能研究 被引量：4

11

作者 杨整涛 曹永红 +3 位作者 薛暄译 黄乐鹏 姚运航 华建民 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期100-108,共9页

为研究复合钢筋与海水海砂混凝土的工程适用性,对海水海砂素混凝土以及含聚甲醛纤维(POM)的海水海砂混凝土进行同心拔出试验,考虑不同的混凝土龄期和混凝土保护层与钢筋直径比(c/d),研究这两个变量对黏结性能的影响,以量化黏结-滑移关... 为研究复合钢筋与海水海砂混凝土的工程适用性,对海水海砂素混凝土以及含聚甲醛纤维(POM)的海水海砂混凝土进行同心拔出试验,考虑不同的混凝土龄期和混凝土保护层与钢筋直径比(c/d),研究这两个变量对黏结性能的影响,以量化黏结-滑移关系。试验结果表明:复合钢筋因其良好的性能适用于海水海砂混凝土加固;早龄期混凝土与钢筋之间的峰值黏结应力τ_(u)受龄期影响明显,加入POM纤维的海水海砂混凝土表现为更好的延性和黏结性能;混凝土龄期对峰值黏结应力对应的滑移值s_(u)和上升段形状参数α的影响整体表现为龄期越大,滑移值s_(u)越小,上升参数α越小;混凝土龄期越大,下降段形状参数k越大;基于试验结果提出了考虑混凝土龄期影响的复合钢筋海水海砂混凝土黏结-滑移模型,该模型与试验结果具有较好的一致性。研究表明复合钢筋和纯海水海砂混凝土可以进行工程应用,且加入聚甲醛(POM)纤维改善后的混凝土具有更好的性能。 展开更多

关键词 复合钢筋 海水海砂混凝土 黏结应力 滑移 黏结-滑移模型

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不同纤维长度的混杂钢纤维混凝土本构模型 被引量：10

12

作者 霍琳颖 毕继红 +1 位作者 赵云 王照耀 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期1034-1039,共6页

为了充分发挥不同长度纤维的桥接作用,在混凝土基体中加入不同长度的混杂钢纤维,构成混杂钢纤维混凝土.考虑混凝土开裂后钢纤维的脱黏全过程,利用黏结-滑移模型来模拟混杂钢纤维的增强作用,建立了混杂钢纤维应力与裂缝宽度的关系.考虑... 为了充分发挥不同长度纤维的桥接作用,在混凝土基体中加入不同长度的混杂钢纤维,构成混杂钢纤维混凝土.考虑混凝土开裂后钢纤维的脱黏全过程,利用黏结-滑移模型来模拟混杂钢纤维的增强作用,建立了混杂钢纤维应力与裂缝宽度的关系.考虑到长、短钢纤维随裂缝扩展的黏结状态不同,将混杂钢纤维的增强作用分为3个阶段.基于经典的弥散开裂本构模型,将混杂钢纤维桥接作用视为应力增强,建立混杂钢纤维混凝土本构模型.将所提出的混杂钢纤维混凝土本构模型引入有限元软件Abaqus中,建立了混杂钢纤维混凝土四点弯曲试验有限元模型.通过比较试验数据与数值模拟结果,验证了所提出本构模型的正确性. 展开更多

关键词 混杂钢纤维混凝土 纤维桥接行为 黏结-滑移模型 本构模型

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黏砂变形GFRP筋与约束混凝土之间的黏结性能 被引量：13

13

作者 薛伟辰 王圆 方志庆 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期6-11,16,共7页

基于30个Losberg拉拔试验,对黏砂变形GFRP筋与采用箍筋约束的混凝土之间的黏结性能进行了较为系统的研究.研究表明:GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移(τ-s)曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段、二次上升段以及残余下降段;对于采用箍... 基于30个Losberg拉拔试验,对黏砂变形GFRP筋与采用箍筋约束的混凝土之间的黏结性能进行了较为系统的研究.研究表明:GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移(τ-s)曲线可分为微滑移段、滑移段、下降段、二次上升段以及残余下降段;对于采用箍筋约束的GFRP筋试件,均只发生拔出破坏,而对于无箍筋约束的GFRP筋试件,其破坏模式包括拔出和劈裂两种;与无箍筋约束的GFRP筋试件相比,GFRP筋与约束混凝土之间的黏结强度增加了0%～16%,而达到黏结强度时对应的滑移量则提高了1.20～2.76倍.在考虑GFRP筋直径、黏结长度、体积配箍率等因素的基础上,建立了GFRP筋与约束混凝土之间的黏结-滑移本构模型. 展开更多

关键词 GFRP筋 约束混凝土 体积配箍率 黏结 黏结-滑移本构模型

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裂隙封护土遗址压力型锚固系统界面应力传递与承载性能解析方法 被引量：1

14

作者 芦苇 孙浩朗 +2 位作者 李东波 闫笑琦 王奕妃 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期198-211,共14页

土遗址锚固工程中,压力型锚杆相比于全长黏结拉力型锚杆而言具有高承载力和耐易溶盐侵蚀的优势,但由于此类锚固系统传力机理尚不明确,导致其在实际工程中的应用受到严重制约.本文将遗址稳定体内锚固段分为弹性压缩段和黏结-滑移段两部分... 土遗址锚固工程中,压力型锚杆相比于全长黏结拉力型锚杆而言具有高承载力和耐易溶盐侵蚀的优势,但由于此类锚固系统传力机理尚不明确,导致其在实际工程中的应用受到严重制约.本文将遗址稳定体内锚固段分为弹性压缩段和黏结-滑移段两部分,分别基于线性弹簧和浆体/土体界面黏结-滑移强化型本构建立简化力学模型,对界面黏结-滑移全过程,即弹性阶段、弹性-强化阶段和强化阶段进行理论解析,推导了各阶段对应的位移、应变以及剪应力分布等计算公式,给出了压力型锚杆极限抗拔承载力解析解.结果表明,峰值载荷前载荷-位移曲线理论值与试验值吻合较好;弹性压缩段占比与锚固长度对载荷-位移关系的影响主要体现在弹性-强化阶段.参数敏感度分析表明,忽略弹性压缩段影响时,锚固长度与极限承载力线性相关;浆体弹性模量主要影响界面应力随载荷增加时的传递进程,对承载力影响有限;黏结-滑移模型的剪应力峰值对承载力有显著影响.该解析方法对土遗址压力型锚杆锚固系统传力过程分析具有良好适用性. 展开更多

关键词 压力型锚杆 浆体/土体界面 黏结-滑移模型 承载力 土遗址锚固

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套筒灌浆料与高强钢筋黏结性能试验与仿真分析 被引量：10

15

作者 刘良林 肖建庄 +1 位作者 丁陶 张凯建 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1275-1283,共9页

探究了钢筋套筒灌浆连接中套筒灌浆料与高强钢筋的黏结性能。以钢筋直径、钢筋黏结长度为试验变量,浇筑27个试件开展拔出试验。试件的失效模式包括钢筋断裂、钢筋黏结滑移失效、劈裂等三种类型,钢筋直径、钢筋黏结长度均对失效模式产生... 探究了钢筋套筒灌浆连接中套筒灌浆料与高强钢筋的黏结性能。以钢筋直径、钢筋黏结长度为试验变量,浇筑27个试件开展拔出试验。试件的失效模式包括钢筋断裂、钢筋黏结滑移失效、劈裂等三种类型,钢筋直径、钢筋黏结长度均对失效模式产生影响,其中,钢筋黏结长度的影响更加明显。此外,钢筋黏结滑移失效时,试件的荷载-滑移曲线初始下降段出现荷载骤降的现象,其下降幅值约为0.1~0.3倍峰值荷载。进一步提出了套筒灌浆料与高强钢筋的黏结-滑移本构模型,并基于试验数据拟合分析给出了黏结强度、峰值滑移、残余黏结强度等参数的计算表达式。最后,通过有限元模拟进行拓展分析,发现钢筋直径(d)12、16、18mm的拔出试验试件发生钢筋断裂时钢筋黏结长度分别不低于5d、7d、7d。这些发现可为钢筋套筒灌浆连接设计以及承载力计算方法提供依据。 展开更多

关键词 套筒灌浆料 拔出试验 有限元模拟 黏结-滑移本构模型 黏结强度

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