通过 收 集和分析 国 内外 大量 圆形 截面碳 纤 维约束混凝 土试件 的试 验数 据 ，发 现不 同文献在碳 纤 维 约束混凝 土试 件破坏 时 的实测拉 断应 变存 在较 大 的 系统 偏 差 ，从 而 导致 由约 束 强度 ． 来确 定 其 强度 和 应 力一应 变表 达式 中的有 关参数 取值 不具有通 用性 。认 为 ，碳 纤维对试 件 的约束 刚度 C 和 混凝 土特 性 决定 了应 力一应 变曲线 的形式 ，而碳 纤维拉 断应 变仅 决定 了曲线 的终 点。 关键 词 ：碳 纤 维约束 混凝 土 应 力一 应 变 曲线 约 束刚度 约束 强度 中图分类 号 ：TU528．582 文献标 识码 ：A 1 回顾 与 认 识 已有碳 纤维 约束混 凝 土的强度 和应力 一应 变关 系 表达 式 大 多 建 立在 核 心 混 凝 土 强度 ． 和 约束 强 度 为 主要依据 的基 础上 ，这 可 能是 沿 用 了混凝 土 多轴 受 力或 钢管 混凝土 或螺旋 配筋柱 的研 究手法 。这里 的约 束强 度． 被定 义为 ： f／ = Ef~fu t／R (1) 式 中 ，，，、E，、 分 别 为碳 纤 维 受 拉 试 件 测得 的碳 纤 维 强度 、弹性 模 量 和 极 限拉 应 变 ；t为 外 包 碳 纤 维 的 厚 度 ；R为圆形试 件 的半 径 。文献 [1]认 为 ，碳 纤维 约 束 混凝 土试件破 坏 时的环 向应变 远低 于碳纤 维受拉试 件 的极 限拉应 变 ，因此 ，不 宜 用式 (1)的公 称 值 ，而 应 取 用按碳 纤维 约束混 凝土试 件破坏 时 的环 向拉 应变平 均 值计算 得 的有 效约 束强度 。。 本 文在收集 和分 析 了大量碳 纤维 约束混凝 土试 验 数 据后 发现 ，即使采 用 同一 品种 的纤 维 缠 绕 的碳 纤 维 约束混 凝土 圆柱 形试 件 ，轴 压 破坏 时 的碳纤 维 拉 断 应 变实测值 不 仅 一 般 低 于 碳 纤 维 受 拉 试 件 的极 限 拉 应 变 ，更重 要 的是 各学 者间存 在较 为 明显 的系统 偏差 ，因 而导致 各 自建立 在上 述参 数基础 的强度 和应 力一应 变 关系表达式不具有通用性。表 1列出了文献 [1—3]的 试验 结 果 统 计 ，它 们 均 用 弹 性 模 量 大致 为 200～240 GPa的碳纤 维布 制成 的碳 纤 维 约束 混 凝 土 ，但 三 者 的 环向拉断应变平均值 8 相差甚大，与碳纤维受拉试 件的极限拉应变 s 的比值亦不相同。数理统计 可证 实 ，即使 以 0．001的信 度判 别 ，其 差别亦 是显 著的 。因 收稿日期 ：2009．11—16；修回 日期 ：2010-01—12 作者简 介：胡忠君(1978～ )，男 ，吉林敦化人 ，讲师，博士研究生。 表 1 碳纤维拉断应变统计 注 ：s 为 碳 纤 维 拉 断 应 变 。 此 ，不能单 一地 理解 为一般 的离 散性结 果 。 若文 献 [1-3]各 以式 (1)为 变 量 来 回 归 碳纤 维 约 束混 凝土 强度 ，必 然存 在较大 差异 而不能 共用 。例 如 ，采用 文献 [4-6]等最常用 的强 度表达 式 fccf=fe+V cf 02 式 中 ，k为 约 束 效 应 系数 ，经 回 归 文 献 [1-3]分 别 为 2．25，3．20，1．48。客 观存 在 的这 种 系统 偏 差 ，依靠 收 集百 家数 据予 以统一 ，并非 万全之 策 。作 者认 为 ，宜将 碳纤维 约束 混凝 土 破 坏 时 的碳 纤维 拉 断 应 变 ，亦 作 变量 ，引入 表 达 式 中 ，并 分 门类 别 地 统 计 ，的取 值 。 至于各 学者 实测 间存在 系统偏 差 的原 因 ，目前 尚不 清楚 。一个 不容忽 略 的因素是 碳纤 维材料 的线 弹性性 质 ，决定 了它不具 备应 力 重 分 布 的可 能 ，因 此 ，它对 粘 结剂 品种 、缠绕工 艺 、混 凝 土表 面 质量 、裂 缝 等 因素 较 为敏感 。 对混凝土强度为 缠绕碳纤维 的约束混凝土 ，随 缠 绕纤维 量 的不 同 ，可表 现 出 两种 不 同的性 质 。纤 维 量较少时，应力一应变全过程曲线存在下降段，破坏特 征 是外包 碳纤 维 的拉 断发 生 在 峰值 应 力 之后 ；纤 维 量 超 过一定 数量 后 ，全 过程 曲线不存 在 下降段 ，破坏特 征 是 外包碳 纤维 拉断 恰好 为 约 束 混凝 土 达 到 强度 极 限 ， 或 者说碳 纤维拉 断决 定 了约束 混凝 土的强度 。它是 本 文所 要研 讨 的内容 。 圆形截面碳纤维约束混凝土试件受载过程中每～

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