《海洋環境下TRC加固鋼筋混凝土柱抗震性能退化機理研究》是依託中國礦業大學，由尹世平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：海洋環境下TRC加固鋼筋混凝土柱抗震性能退化機理研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：尹世平
- 依託單位：中國礦業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
海洋基礎設施的可靠性對海洋資源的開發有著重要影響。由於海洋環境的嚴酷性，海工混凝土結構常在服役10-20年後存在較嚴重的劣化現象，如何對其進行補強以延長其使用壽命成為各國學者研究的焦點。纖維編織網增強混凝土(TRC)因其優越的力學和耐久性能而特別適用於惡劣環境下結構物的修復加固。為此，本項目以長期經受高濃度腐蝕離子的侵蝕、波浪引起的往復荷載、乾濕交替等因素作用而導致損傷劣化嚴重的鋼筋混凝土(RC)柱為實體，開展TRC加固RC柱抗震性能退化的研究，項目擬採用實驗室模擬的方法研究鹽水乾濕循環作用下TRC 約束對鋼筋與混凝土界面性能退化機制的影響並建立二者界面粘結－滑移模型；在此基礎上將揭示此類環境下TRC加固RC柱抗震性能損傷演變規律及破壞機理，建立考慮材料損傷後TRC 加固RC柱的恢復力模型。項目的研究成果可為TRC用於海洋環境下混凝土結構的補強和抗震能力的提高提供必要的研究背景和理論基礎。
結題摘要
海洋工程中氯離子侵蝕會導致混凝土內部鋼筋鏽蝕、保護層開裂以及剝落等一系列耐久性問題，進而引起結構的抗震性能退化。纖維編織網增強混凝土（Textile Reinforced Concrete，簡稱TRC）作為一種新型水泥基複合材料，具有耐腐蝕、承載能力高等優點，引起國內外學者的廣泛關注並進行了一系列的研究。本項目之前關於侵蝕環境下TRC加固RC柱抗震性能的相關研究較少，因此有必要進一步深入研究氯鹽侵蝕環境對TRC加固RC柱抗震性能的影響。 項目研究了鏽蝕環境下不同因素對TRC約束混凝土與鋼筋粘結性能的影響，分析了破壞模式與影響機理，從損傷和能量的角度對粘結性能作了進一步闡釋，提出了TRC約束混凝土與鋼筋的粘結-滑移模型。結果表明，TRC約束後鋼筋與混凝土的粘結性能顯著提升，氯鹽乾濕對鏽蝕鋼筋與混凝土粘結性能的二次劣化作用減弱。 在TRC約束鋼筋-混凝土界面粘結性能研究的基礎上，進一步研究了氯鹽乾濕循環環境下TRC加固RC柱的抗震性能。為了更好發揮TRC的約束作用，首先通過試驗得到加固過程中纖維編織網的最優層數、搭接長度以及PVA纖維的體積摻量。基於以上加固參數，進而研究了TRC加固柱在鋼筋鏽蝕、軸壓比、剪跨比、配箍率、環境和偏心荷載耦合以及二次劣化等因素下的抗震性能。結果表明，較少的乾濕循環次數（少於270次）對加固柱的抗震性能無明顯影響，當乾濕循環次數繼續增加時，加固柱的抗震性能退化，隨後又有一定程度提高；具有小軸壓比、大剪跨比和大配箍率的加固柱在侵蝕環境下具有更好的延性、變形能力和耗能能力；小偏心荷載下，一定比例的持載應力比（不大於0.4）能夠提高加固柱在氯鹽侵蝕環境下的抗震能力；TRC能夠更好地改善小剪跨比試件的破壞模式和變形能力，顯著提高鏽蝕柱的抗震性能。 最後，基於TRC加固柱抗震性能試驗建立了TRC加固RC柱的恢復力模型。結果表明，提出的模型與試驗結果吻合良好。 以上研究成果對於完善TRC加固理論，推動TRC在工程中的套用，確保工程結構的安全使用具有一定的理論意義和技術指導價值。
