设计了28组拉拔试件,研究了不同钢纤维体积掺量、再生骨料取代率、钢筋直径和锚固长度对HRB400钢筋与钢纤维再生混凝土黏结滑移性能的影响。结果表明,随着再生骨料取代率的增加,试件的黏结强度下降;与再生骨料取代率为0相比,当再生骨料取代率为100%时,试件的黏结强度下降幅度最大;随着钢纤维掺量的增加,试件的黏结强度整体呈上升趋势,极限荷载下钢筋自由端的滑移值也相应增加;钢筋直径增大时,其黏结强度有所降低;有效锚固长度增大时,黏结强度出现了不同程度的下降,且有效锚固长度为5d时的极限黏结强度最大。

为研究风积沙混凝土与钢筋之间的黏结性能,制作了28个试块进行中心拉拔试验,研究了风积沙掺量、钢筋形状、钢筋直径和龄期对黏结性能的影响规律,并基于试验结果拟合出风积沙混凝土与带肋钢筋之间的黏结强度-滑移本构关系曲线。研究结果表明,风积沙掺量小于30%时,极限黏结强度随着风积沙掺量、钢筋直径、龄期的提高而提高;风积沙掺量分别为10%、20%和30%时,带肋钢筋对应的极限黏结强度分别比光圆钢筋提高了61.2%、58.5%、56.1%。

为研究HRB500高强钢筋在铁尾矿砂混凝土中的锚固性能,通过两类共27个不同锚固类型试件的直接拉拔试验方法,分析了不同锚固形式钢筋的受力特征,研究了铁尾矿砂混凝土强度、保护层厚度和锚固长度等因素对锚固性能的影响。结果表明,随着混凝土强度、保护层厚度和锚固长度的增加,锚固强度逐渐增大,且呈一定的线性关系,并在保护层厚度和锚固长度方面存在限值。同时,与GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中的锚固长度进行对比,提出了HRB500钢筋在铁尾矿砂混凝土中锚固长度设计建议。

植钢锚固技术是一种新型的加固技术,本文基于植筋技术的研究,通过混凝土锚固型钢的静力拉拔实验,得到了不同型号角钢在不同强度等级混凝土下的植钢锚固的荷载-滑移全过程曲线。试验的破坏形式有两类:型钢拉断破坏和型钢与胶的界面滑移破坏,在不同破坏形式下荷载滑移曲线为三段式。并分析了型钢混凝土界面的粘结破坏机理。提出线荷载-滑移本构关系作为植钢锚固技术的粘结滑移本构关系,该关系式可用于指导有限元计算。

通过九组试件36根钢筋在蒸压加气混凝土砌块自保温墙体专用砌筑砂浆中的拉拔试验,分析了竖向正应力、砂浆强度等级和钢筋锚固长度等因素对拉结钢筋黏结锚固性能的影响;通过三组试件6根钢筋的拉拔试验,得出钢筋内力和黏结应力沿锚固长度的分布曲线;计算锚固破坏时沿锚固长度变化的平均黏结应力,分别给出钢筋在自保温墙体砌块专用砂浆强度等级Mb5和Mb10中的临界锚固长度;为便于工程应用,提出了满足可靠度要求的钢筋建议埋置长度。

通过钢筋的拉拔试验研究了预制混凝土叠合板内钢筋的黏结性能。设计30个预制板与后浇混凝土的叠合板试件,主要研究混凝土强度、钢筋锚固长度、钢筋位置、钢筋直径四个因素对黏结性能的影响。并设计12个混凝土现浇试件作为对比,以研究两种试件钢筋与混凝土黏结强度的差异。试验结果表明:叠合试件发生剥离破坏和劈裂-剥离破坏,现浇试件均发生劈裂破坏;叠合试件内钢筋的黏结强度随钢筋直径和锚固长度的减小、混凝土强度和钢筋至预制板距离的增大而增大,并且明显小于现浇试件中钢筋的黏结强度。根据试验结果,统计回归出预制混凝土叠合板钢筋的极限黏结强度计算公式,并由此推出钢筋锚固长度的计算公式以指导工程应用。

为了研究BFRP筋与玄武岩纤维再生混凝土黏结性能,采用正交试验设计方法分析了再生混凝土强度等级、玄武岩纤维短切纱的体积掺合率以及长度对其影响。设计了27组试件,通过中心拉拔试验,得到相应的平均黏结强度值以及自由端滑移量。结果表明,纤维的掺量是影响BFRP筋与纤维再生混凝土拉拔试验自由端滑移的重要因素;同一掺量下,纤维长度为18mm的试件对应的极限黏结强度大于纤维长度为6mm、12mm的试件;玄武岩纤维短切纱体积掺量为0.2%时,对应的黏结性能最好;BFRP筋与纤维再生混凝土的黏结强度随纤维再生混凝土强度等级的提高而增大。

以废弃混凝土为原料配制再生混凝土。通过对再生混凝土进行拉拔试验,研究再生粗骨料取代率和水灰比对再生混凝土的握裹力及抗压强度的影响,并对试验现象进行了分析和总结。结果表明,再生混凝土的粘结强度大于普通混凝土的粘结强度,并对水灰比给出了合理的取值范围,为再生混凝土的进一步推广应用提供了试验依据。

基于对7个钢筋锚固试件在静力作用下的拔出试验,研究了环形钢筋在单向拉拔荷载下的锚固性能。根据试验中得到的钢筋应变分布特征、外部混凝土的破坏现象、承载力以及滑移特点,揭示了环形钢筋在不同弧度、不同混凝土保护层、核心加强等多种因素影响下承载力和变形特征的差别以及传力机理的差别。试验结果表明,当锚固钢筋埋入混凝土部分采用弧形、环形构造时,在混凝土保护层厚度满足要求下,钢筋的锚固承载力与直线形钢筋相当,环形钢筋的初始加载变形略大,而后期拉拔承载力在发生较大位移的情况下没有明显的退化。

本文提出了土工格栅拉拔状态下与土相互作用有限元分析方法，土对格栅的阻力可用非线性弹簧来模拟，弹簧的非线性特性曲线可通过专门设计的小型拉拔试验槽来测定。简要介绍了威尔士大学按试行的欧洲标准研制的大型土工格栅拉拔试验设备，有限元分析结果与用该设备进行的试验结果有很好的一致性。