[發明專利]一種滿貼FRP與混凝土界面的雙剪實驗方法及裝置

有效

• 申請號: 202010114937.7
• 申請日: 2020-02-25
• 公開（公告）號: CN111272649B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 黃培彥;李穩;鄭小紅;陳展標;郭馨艷;楊怡
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G01N1/28
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裴磊磊

本發明公開了一種滿貼FRP與混凝土界面的雙剪實驗裝置，包括混凝土試塊模具、緊固裝置、周邊夾緊裝置、螺紋鋼筋、組合加載頭以及DIC裝置和試驗機；混凝土試塊模具包括底板、兩塊側板、兩塊端板和一塊隔板；緊固裝置共有兩組墊片、螺母和緊固帽；螺紋鋼筋的一端通過組合加載頭與試驗機相連，另一端與緊固裝置相連；周邊夾緊裝置包括兩組夾片、螺栓、墊片和螺母；組合加載頭包括墊片和螺母、銷栓、外夾具以及內夾具。本發明可以對滿貼FRP與混凝土的界面實施雙剪實驗，并確保實驗過程中界面處于純剪切加載狀態，不會出現混凝土塊崩落和混凝土試塊劈裂等現象。

技術領域

本發明涉及混凝土和復合材料技術領域，尤其涉及一種滿貼FRP與混凝土界面的雙剪實驗方法及裝置。

背景技術

自上世紀80年代以來，纖維增強復合材料(Fiber reinforced polymer，FRP)廣泛應用于混凝土構件的加固技術之中。在這類粘貼加固混凝土構件中，FRP的優異性能需要通過FRP-混凝土界面來傳遞，而FRP與混凝土的界面剝離是導致RC構件破壞的關鍵因素。因此，為了能發揮FRP的強度優勢，需要探明FRP粘貼加固混凝土構件的承載及破壞機理，進而需要對FRP-混凝土界面的基本力學性能進行測試和表征。

FRP-混凝土界面的力學性能測試常常是通過單剪實驗、雙剪實驗以及梁式剪切實驗完成的。FRP-混凝土界面的粘結-滑移模型也從早期的經驗公式過渡到半經驗的理論模型。在這些模型中，FRP與混凝土試塊的寬度比β是一個重要的幾何參量，它影響著界面的粘結強度、有效粘貼長度、斷裂能等基本特性。因此，為了探明寬度比β對FRP-混凝土界面力學性能的影響機制，需要對不同寬度比β的FRP-混凝土的界面力學性能進行測試。

國內外大量的FRP-混凝土界面實驗結果表明，當β較大(特別是β＝1，即滿貼FRP)時，雙剪或單剪實驗往往無法成功實施，從而無法獲得有效的實驗數據。這些實驗失敗的主要現象為：1)在實驗過程中混凝土試塊自由端部會出現較大的三角塊狀混凝土剝落；2)在雙剪實驗中混凝土試塊會出現劈裂現象。究其原因，可認為是：1)按照目前的雙剪試件設計，混凝土試塊自由端的橫向變形除了粘貼有FRP的兩個正面有較弱的約束外，其余兩個側面沒有約束，導致試塊自由端的混凝土較容易脫落；2)混凝土試塊的劈裂是由于加載鋼筋與混凝土的粘結力不夠而引起的。因此，對于FRP與混凝土試塊寬度比β較大、尤其是β＝1(滿貼FRP)的雙剪實驗，需要改進現有的實驗方法和裝置，才能使實驗成功實施。

對于FRP-混凝土界面的雙剪實驗，目前的實驗方法及裝置還很難保證在實驗過程中FRP-混凝土的界面始終處于純剪切狀態，因此也有必要對現有的實驗方法和裝置進行改進。

為了能計算FRP-混凝土界面在實驗過程中的滑移量，以往的界面剪切實驗，往往在FRP表面上粘貼應變片。但就算貼滿了應變片，由于每個應變片都具有一定的間隔，故也無法實現FRP表面的全場精確測量。

綜上所述，為了能實現滿貼(β＝1)的FRP-混凝土界面的雙剪實驗、并能高精度地測定FRP-混凝土界面的粘結-滑移關系，需要對現有FRP-混凝土界面的雙剪實驗方法和裝置進行改進。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種滿貼FRP與混凝土界面的雙剪實驗裝置。本發明能夠穩定實現FRP滿貼(FRP與混凝土試塊的寬度比β＝1)時的FRP-混凝土界面雙剪實驗。

本發明的目的能夠通過以下技術方案實現：

一種滿貼FRP與混凝土界面的雙剪實驗裝置，包括混凝土試塊模具、緊固裝置、周邊夾緊裝置、螺紋鋼筋、組合加載頭、試驗機以及DIC測試裝置；