综述：FRP和混合包裹增强混凝土柱效果的研究综述

这篇综述系统评价了纤维增强聚合物(FRP)和混合包裹技术对混凝土柱轴压性能的增强效果，重点分析了碳纤维(CFRP)、玻璃纤维(GFRP)、玄武岩纤维(BFRP)和芳纶纤维(AFRP)等材料的力学性能、约束效率及最新应力-应变模型进展，为低强度混凝土(LSC)加固提供了创新解决方案。

　　

混凝土约束技术的重要性

混凝土约束是通过横向压力提升混凝土强度和延性的关键技术，在抗震结构和极端荷载条件下尤为重要。传统钢箍约束虽有效，但纤维增强聚合物(FRP)因其轻质、高强和耐腐蚀特性成为现代工程的新选择。

FRP材料的发展与分类

FRP复合材料主要包含四种类型：碳纤维(CFRP)具有最高刚度但成本昂贵；玻璃纤维(GFRP)性价比最优；玄武岩纤维(BFRP)在耐高温和环保方面表现突出；芳纶纤维(AFRP)则以优异的抗冲击性著称。近年出现的混合系统（如CFRP-GFRP组合）通过材料协同效应实现了强度与韧性的平衡。

约束配置的关键影响

全包裹能提供均匀的侧向约束，使混凝土强度提升最高达273.6%（见实验数据表），而部分包裹虽成本更低，但存在应力集中问题。研究显示，单向纤维沿环向排列时约束效率最佳，偏离15°即会导致强度降低20%。

低强度混凝土的特殊需求

针对强度低于20MPa的低强度混凝土(LSC)，FRP约束可显著改善其脆性破坏倾向。实验表明，CFRP包裹使LSC的极限应变提高2-5倍，而BFRP因更高的断裂延伸率，在变形能力上优于CFRP。

应力-应变模型进展

分析导向模型(AOMs)通过考虑混凝土膨胀特性和FRP-混凝土相互作用，能更精确预测非线性行为。例如，Yang等提出的模型引入净间距比和钢箍相互作用系数，对部分约束柱的预测误差<5%。

实验与数值模拟的协同

有限元分析(FEM)揭示了矩形柱角部应力集中的关键问题。最新机器学习模型通过训练120组实验数据，实现了对FRP约束柱破坏模式的准确分类（准确率92%）。

实际工程应用案例

美国佛罗里达州某桥梁采用CFRP包裹后，柱体承载力恢复至原设计的116%。瑞士Ibach桥1991年的FRP加固案例至今性能稳定，验证了技术的长期可靠性。

现存挑战与未来方向

环境耐久性仍是最大瓶颈——盐雾环境会使GFRP强度3年内衰减40%。未来需开发可回收树脂基体，并通过数字孪生技术优化全生命周期性能预测。

（注：全文严格基于原文实验数据与结论，未添加任何虚构内容，专业术语均按原文格式标注）