[发明专利]一种满贴FRP与混凝土界面的双剪实验方法及装置

说明书

本发明公开了一种满贴FRP与混凝土界面的双剪实验装置，包括混凝土试块模具、紧固装置、周边夹紧装置、螺纹钢筋、组合加载头以及DIC装置和试验机；混凝土试块模具包括底板、两块侧板、两块端板和一块隔板；紧固装置共有两组垫片、螺母和紧固帽；螺纹钢筋的一端通过组合加载头与试验机相连，另一端与紧固装置相连；周边夹紧装置包括两组夹片、螺栓、垫片和螺母；组合加载头包括垫片和螺母、销栓、外夹具以及内夹具。本发明可以对满贴FRP与混凝土的界面实施双剪实验，并确保实验过程中界面处于纯剪切加载状态，不会出现混凝土块崩落和混凝土试块劈裂等现象。

技术领域

本发明涉及混凝土和复合材料技术领域，尤其涉及一种满贴FRP与混凝土界面的双剪实验方法及装置。

背景技术

自上世纪80年代以来，纤维增强复合材料(Fiber reinforced polymer，FRP)广泛应用于混凝土构件的加固技术之中。在这类粘贴加固混凝土构件中，FRP的优异性能需要通过FRP-混凝土界面来传递，而FRP与混凝土的界面剥离是导致RC构件破坏的关键因素。因此，为了能发挥FRP的强度优势，需要探明FRP粘贴加固混凝土构件的承载及破坏机理，进而需要对FRP-混凝土界面的基本力学性能进行测试和表征。

FRP-混凝土界面的力学性能测试常常是通过单剪实验、双剪实验以及梁式剪切实验完成的。FRP-混凝土界面的粘结-滑移模型也从早期的经验公式过渡到半经验的理论模型。在这些模型中，FRP与混凝土试块的宽度比β是一个重要的几何参量，它影响着界面的粘结强度、有效粘贴长度、断裂能等基本特性。因此，为了探明宽度比β对FRP-混凝土界面力学性能的影响机制，需要对不同宽度比β的FRP-混凝土的界面力学性能进行测试。

国内外大量的FRP-混凝土界面实验结果表明，当β较大(特别是β＝1，即满贴FRP)时，双剪或单剪实验往往无法成功实施，从而无法获得有效的实验数据。这些实验失败的主要现象为：1)在实验过程中混凝土试块自由端部会出现较大的三角块状混凝土剥落；2)在双剪实验中混凝土试块会出现劈裂现象。究其原因，可认为是：1)按照目前的双剪试件设计，混凝土试块自由端的横向变形除了粘贴有FRP的两个正面有较弱的约束外，其余两个侧面没有约束，导致试块自由端的混凝土较容易脱落；2)混凝土试块的劈裂是由于加载钢筋与混凝土的粘结力不够而引起的。因此，对于FRP与混凝土试块宽度比β较大、尤其是β＝1(满贴FRP)的双剪实验，需要改进现有的实验方法和装置，才能使实验成功实施。

对于FRP-混凝土界面的双剪实验，目前的实验方法及装置还很难保证在实验过程中FRP-混凝土的界面始终处于纯剪切状态，因此也有必要对现有的实验方法和装置进行改进。

为了能计算FRP-混凝土界面在实验过程中的滑移量，以往的界面剪切实验，往往在FRP表面上粘贴应变片。但就算贴满了应变片，由于每个应变片都具有一定的间隔，故也无法实现FRP表面的全场精确测量。

综上所述，为了能实现满贴(β＝1)的FRP-混凝土界面的双剪实验、并能高精度地测定FRP-混凝土界面的粘结-滑移关系，需要对现有FRP-混凝土界面的双剪实验方法和装置进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种满贴FRP与混凝土界面的双剪实验装置。本发明能够稳定实现FRP满贴(FRP与混凝土试块的宽度比β＝1)时的FRP-混凝土界面双剪实验。

本发明的目的能够通过以下技术方案实现：

一种满贴FRP与混凝土界面的双剪实验装置，包括混凝土试块模具、紧固装置、周边夹紧装置、螺纹钢筋、组合加载头、试验机以及DIC测试装置；