新旧混凝土结合Z型粘结试件的模型研究

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发布时间：2021-09-03

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新旧混凝土结合Z型粘结试件的模型研究
钱邦永1,梅明荣2,盛维高1,王山山2
(1.江苏省淮沭新河管理处,淮安223001;2.河海大学力学与材料学院,南京210098)
摘要:采用试验与计算两种方法,对新旧混凝土结合的Z型粘结试件受力与破坏状态进行了研究。结果表明,
模型尺寸引起的附加力偶对Z型粘结件极限荷载有较大影响;粘结面的结合强度决定了试件的破坏形式;利用Z型
粘結试件測定新旧混凝土結合面抗算强度值需要相应的修正。
关键词:新旧混凝土结合;加载方式;非线性有限元;混凝土结构加固;Z型粘结件
Abstract:Using two methods of the test and caleulation,the stress and destruction states of fresh and old Z-type
adhesive specimens were studied.The results show that: additional couple have a greater impact on the ultimate load of the
specimen;Combined strength of the adhesive surface determines the form of damage; Shear strength of the adhesive surface
need amendment according to the test results.
Key words:Bonding of fresh and old conerete,loading,nonlinear FEN,strengthening of concrete structure;Z-type
adhesive specimen
中图分类号:TU528.79文献标识码:A文章编号:1000-4637(2015)02-43-03
0 前言 1 试验与计算模型的说明
在病险水工建筑物加固工程中,新旧混凝土结实验Z型试件分别采用两种尺寸,如图1(a)和
合的好坏直接关系到加固的实际效果。Z型粘结试图1(b)所示。
件(以下简称Z型试件)是实验室条件下测试新旧
混凝土结合强度的一种常用方法[-”。文献[1]详细介 C30 C30
绍了新旧混凝土粘结试件模型的发展改革,指出不二 ② ②
1 1
5 ③ 5
0
同试件模型得到的结合面力学指标存在的差异;文 C20 0
献[2]对Z型试件进行了试验研究,得到了结合面受 81 C20
1
5
力变化规律;文献[6]对Z型试件通过有限元模拟来 0
说明结合面上的应力为非“纯剪”状态;文献[7]用Z 150100 15010050
型试件进行了三种不同粘结方式(“表面凿毛”、“表 (a)模型A (b)模型B
面开槽”、“表面植筋”)的试验,并讨论了其结合的图1 两种形式的Z型试件尺寸与加载方式
抗剪性能。用两种强度的混凝土来模拟新旧混凝土的
尽管上述研究都采用了Z型粘结试件,但具体差异,旧混凝土设计强度为C20.新混凝土设计强度
形状有所不同,反映出的结合面强度及其破坏规律为C30。新旧混凝土粘结面采用两种连接方式:①将
也不尽相同。新旧混凝土结合面在不同的受力条件结合面凿毛,深度为4~5mm,高压水清洗,新旧混凝
下,结合面应力状态乃至最后的破坏形式究竞如土浇筑的间隔时间为20d,标准养护28d;②在新旧
何?目前尚没有明确结论。笔者依托江苏淮安地区混凝土结合面处植人直径为6mm的螺纹钢筋,增强
老旧水闸加固工程,研究了新旧混凝土结合面受力粘结面的抗拉、抗剪强度。试件上、下面通过刚性板
机理,通过Z型试件模型试验和数值分析两种方施加均布力,并在刚性板与试件之间放置细砂来减
法,比较了不同受力方式和粘结面参数变化对模型小摩擦力的“箍筋”作用。图1中①②③为应变片位
的作用,讨论了试验过程中影响结果的几个因素, 置。试验在2000kN万能试验机上进行,开始前试件
以期为新旧混凝土结合的研究提供参考。预加载1kN,试验机加载速率为20N/s,加载直至试
基金项目:国家重点基金《灾变条件下特高混凝土坝失效破件破坏,通过静态电阻应变仪读取应变片所测数
坏的关键力学问题(批准号11132003)》。据。