常温CIPP修复腐蚀钢板界面的剪切特性

作     者：王浩 李斌 方宏远 张富鑫 杜雪明 王念念 

作者机构：郑州大学水利与交通学院 黄河实验室(河南) 鼎尚(珠海)科技发展有限公司 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 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：国家重点研发计划项目(2022YFC3801000) 国家自然科学基金项目(52208375) 河南省青年人才托举工程项目(2023HYTP016) 

主　　题：内衬修复 失效行为 界面剪切特性 腐蚀钢板 CIPP 

摘      要：结合DIC（数字图像相关）技术进行了CIPP（原位固化管）修复腐蚀钢板（CS）复合结构直剪试验，探讨了不同腐蚀参数及剪切方向下界面屈服位移、失效位移及峰值剪切力的变化规律，并与有限元模拟结果进行了对比验证。结果表明：CIPP-CS界面表现为弹性、屈服、瞬态失效、动态滑移的四阶段脆性失效。腐蚀缺陷显著提高了界面屈服位移。界面剪切强度随腐蚀深度和腐蚀半径的增大而增强，腐蚀深度对界面剪切强度的影响大于腐蚀半径。正方形、圆形、椭圆形缺陷对界面剪切强度的影响依次降低。沿椭圆形缺陷短轴方向和圆形缺陷侧面剪切时的剪切强度显著高于沿长轴和主面。与未腐蚀工况相比，峰值剪切力在腐蚀深度4.0 mm～5.0 mm和腐蚀半径30 mm～35 mm之间存在临界值。位移场颜色梯度呈现向固定端和试件底部演化的分层现象，应变场在固定端呈现负应力集中。腐蚀缺陷导致复合结构固定端的CIPP位置发生正应力集中，且随腐蚀深度和腐蚀半径的增加分别增强和减弱，随相互作用角的增大而增强。边界缺陷显著改变了界面位移场和应变场的演化规律。