不同初始静载荷下纤维增强聚合物-钢筋混凝土梁的动态断裂行为

《Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structures》：Dynamic Fracture Behavior of Fiber Reinforced Polymer–Reinforced Concrete Beams Under Different Initial Static Loads

动态纤维增强复合材料混凝土结构的断裂行为研究表明，初始静载对裂纹启始载荷和韧性影响不显著，但对抗裂载荷、极限载荷、裂纹扩展长度和断裂韧性呈指数衰减影响，纤维包裹区长度随初始静载增加而增大。声发射分析显示损伤演化与信号变化相关，低静载促进裂纹沿梁跨度方向扩展，数字图像相关技术有效监测裂纹扩展轨迹，且在极限载荷时不受初始静载影响。研究为FRP混凝土动态断裂预测提供理论基础。

　　

摘要

为了研究纤维增强聚合物（FRP）增强混凝土结构的动态断裂行为，本文在不同初始静载荷下进行了动态断裂试验，并利用声发射（AE）和数字图像相关（DIC）技术进行实时监测。试验结果表明，虽然初始静载荷对裂纹起始载荷和韧性影响不大，但显著影响了其他断裂参数。裂纹抗力载荷、极限载荷、裂纹扩展长度、裂纹抗力韧性以及不稳定性韧性随初始静载荷的增加而呈指数衰减关系。FPZ长度也随着初始静载荷的增加而增大。AE分析揭示了与内部损伤进展相关的信号变化，较低的静载荷会促进裂纹沿梁跨方向的扩展。DIC技术得到的应变场证实，水平应变和位移是可靠的裂纹指标，在极限载荷点时对初始静载荷的变化不敏感。这些发现为FRP增强混凝土的动态断裂行为提供了预测模型。

总结

• 证明了FRP增强混凝土中裂纹起始的独立性。
• AE技术可以表征FRP增强混凝土的内部损伤。
• DIC技术可以表征混凝土的裂纹扩展轨迹。
• 为预测FRP增强混凝土的动态断裂行为提供了依据。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。