周期性荷载作用下混凝土-环氧涂层界面裂纹损伤演化机制

作     者：常留红 李飘 郑景琦 廖奕 郭洋 

作者机构：南京水利科学研究院港口航道泥沙工程交通行业重点实验室 南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室 长沙理工大学水利与环境工程学院 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室 

出 版 物：《西安理工大学学报》 (Journal of Xi'an University of Technology)

年 卷 期：2023年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51809022) 湖南省自然科学基金资助项目(2021JJ30703) 

主　　题：周期性荷载 界面裂纹 内聚力单元 疲劳损伤累积 损伤演化机制 

摘      要：周期性荷载作用下界面裂纹损伤演化机制是提升涂层使用寿命的关键。基于复合模式下界面裂纹内聚力模型基本理论，采用内聚力单元模拟混凝土-环氧涂层界面粘结作用，建立双线型界面裂纹内聚力本构模型，模拟不同长半轴和不同尖端角度等典型裂纹局部应力和应变分布特征，分析Ⅰ-Ⅱ复合型界面裂纹在周期性荷载作用下损伤演化机制。结果表明：周期性荷载作用下界面内聚力单元应力和应变呈周期性变化，3T/4时内聚力单元疲劳损伤累积和裂纹损伤演化速率最快；应力最大值和应变最大值集中在裂纹边缘短轴部位，周期性往复荷载的长期作用下极易发生损伤累积；且应力和应变随裂纹长度和尖端角度的增大而增大，长半轴4L和尖端角度4θ时，最大应变达平均应变的1.44倍和1.55倍，加速了内聚力单元疲劳损伤累积和裂纹损伤演化，致使涂层界面发生力学剥蚀。