考虑粗糙度的FRP-混凝土单剪试验细观模拟

作     者：陈珍平 刘庆辉 张雷 乔丕忠 CHEN Zhenping;LIU Qinghui;ZHANG Lei;QIAO Pizhong

作者机构：河海大学力学与材料学院江苏南京211100 黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南郑州450003 河南省水电工程磨蚀测试与防护工程技术研究中心河南郑州450003 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 

出 版 物：《力学季刊》 (Chinese Quarterly of Mechanics)

年 卷 期：2024年第45卷第1期

页      面：58-69页

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52279129 51809164 52279134) 

主　　题：FRP-混凝土单剪试验 细观模拟 随机骨料模型 二维随机粗糙表面 

摘      要：将混凝土模拟为由砂浆和骨料构成的二相复合材料,考虑混凝土表面的粗糙度,建立纤维增强树脂(Fiber Reinforced Polymer, FRP)-混凝土单剪试验细观有限元模型.为描述FRP-混凝土单剪试验过程中的损伤失效过程,分别采用塑性损伤模型和线弹性模型模拟混凝土两相材料和FRP的力学行为.为揭示混凝土表面粗糙度对FRP-混凝土单剪试验的影响,生成均方根高度分别为0.4 mm和0.8 mm的二维随机粗糙表面.研究结果表明,建立的FRP-混凝土细观有限元模型能够有效模拟FRP-混凝土单剪试验中的损伤失效过程,得到的荷载位移曲线和破坏模式均与试验结果有良好的一致性;随着混凝土表面粗糙度的增加,环氧树脂与混凝土上表面机械咬合力增加,FRP-混凝土试样承载力也随之提升.