通 过 对 C20，C30，C35，C45，C50共 5个强 度 等级 的芳 纶 纤 维 布 约 束 混凝 土 (KFFCC)进 行 轴 心 受 压 强度和 快速 冻融循 环试 验 ，利 用损 伤 力 学和数 学模 拟 的方 法 ，研 究 了 KFFCC的轴 心 受压 力学性 能 、冻 融耐 久性 、冻融后 内部 损伤 变量的 变化规 律及损伤模 型 。结果表 明 ：KFF对混凝 土受压承 栽 力的提 高效果 非 常 明显 ，在 外粘 1、2和 3层 KFF的 情 况下 ，KFFCC和普 通 混凝 土轴 心 受压 强度 比为 19．O％ 一54．8％ 、 51．9％ 和 73．5％ 。KFFCC抗 冻等级在 F300以上 ，具有优 异的 冻融耐久性 。以相对动 弹性模 量为损伤 变量 建 立 了 KFFCC冻融损伤模 型 ，发现动 弹模 量 衰减模 型 的拟合 精度优 于冻 融 累积 损伤模 型 ，幂 函数 模 型 比 指数 函数 模型有 更好 的拟 合精度 和相 关性 ，模 型能够较好 地反映 KFFCC的冻 融损 伤规 律和损伤程度 。 关键 词 ：芳 纶纤 维布 约束混 凝 土 轴 心 受压 强度 冻融循 环 动 弹性模 量 损 伤模 型 中 图分类 号 ：TU528 文献 标识 码 ：A DOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2013．O1．39 既有 的钢 筋 混凝 土 结 构 建 筑 物 由于 环境 恶 劣 、荷 载增 加 、结构 用途 变更 、设 计标 准更 新 和结构 可 靠度 提 高等 原 因 ，存 在承 载 力 和耐 久性 不 足 或 使 用 功 能 不 满 足要 求 等 问题 。为 了改 善 这 些 结 构 的使 用 功 能 ，提 高 承载 力 ，延长使 用 年 限 ，迫 切 需 要 对 其 进 行 加 固修 复 。 纤维 增 强 聚 合 物 (FiberReinforcedPolymer，FRP)由于 其 良好 的物 理 、力学 性 能 而 广泛 应 用 于各 种 既 有 混 凝 土结 构 的补 强 和加 固 。20世 纪 开 始 进 行 FRP补 强 加 固技 术 的研 究 ，碳 纤 维 、芳 纶 纤 维 和 玻 璃 纤 维 增 强 塑 料 ¨ 得 到广 泛 应 用 。芳 纶 纤 维 即 芳 香 酰 胺 纤 维 ，商 品名 称 为凯 芙 拉 (Kevler)，不 仅 具 有 高 强 、质 轻 、良好 的抗 冲 击 、耐疲 劳性 能和 耐腐 蚀 的特性 ，还具 有 优 良的 介 电性 、吸 能性 和减 震 性 ，同 时具 有 施 工 工 艺 简便 、施 工质量好 、综合费用低等突出特点 ，因而工程 中越来越 多地 采 用外 粘芳 纶布 (KevlerFiberfabric，KFF)来补 强 加 固结构 。我 国从 20世 纪 90年 代 中期 也开 展 了碳纤 维布补强加固混凝土结构 、砌体结构的研究 ，但对 KFF 补强 加 固技 术 的研 究 ，目前 尚 处 于起 步 阶 段 一 ，积 累 的试 验 数据 、工 程经 验还 较少 ，涉及 冻 融循 环条 件下 芳 纶 纤 维 布 约 束 混 凝 土 (KevlerFiberFabric Confined Concrete，KFFCC)的损 伤规 律 与模 型 的研 究 更 少 。 而 冻融损伤是导致寒冷地区混凝土结构性能劣化的主要 因素 ，对 混凝 土结 构 的 耐久 性 和安 全 性 造 成 巨大 的威 收 稿 日期 ：2012-04—15；修 回 日期 ：2012—10—20 基金项 目：军 队重点科研项 目(ZH08007) 作者简介 ：郝伟(1982一 )，男 ，山东栖霞人 ，工程师 ，博士 。 胁 ，因此这一 问题受 到学术 界 和工程 界广 泛 的重 视 。 作 为 断裂力 学 的必 要 发 展 和重 要 补 充 ，损 伤 力 学 是材 料 结构 变形 与破 坏 理 论 的 重要 组 成 部 分 ，它 着 重 考察 的是损 伤对 材料宏 观 力学性 质 的影 响和材料 及结 构损 伤 演化 的过 程和 规律 。这 与传统 破坏 理论 只注重 由变 形 至破 坏 的起 点—— 终 点 式 的研 究截 然 不 同 ，损 伤的研究方法将是使人们对材料的力学性质的认识更 深刻和更趋于合理的重要途径 ，建立混凝土材料的损 伤 模 型可解 析其 细观 结 构 对外 部 荷 载 的 响应 。因 此 ， 运 用损 伤理 论 来 研究 KFFCC材 料 的 冻融 损 伤规 律是 合 理 可行 的 。 本文通过对 KFFCC进行轴心受压强度和快速冻 融循环试验 ，对 ASC的轴心受压力学性能和冻融循环 耐 久性 进行 系统 研究 ，并 利 用 损 伤 力 学 和数 学 模 拟 的 方法 ，结合冻融循环试验结果建立 了 ASC冻融损伤模 型 ，为 新型 高性 能混凝 土材 料 的研 究 应 用和 损 伤 预测 提 供理 论基 础 和技术 支持 。 1 试验材料与方法 1．1 试 验材 料 试 验用 水 泥为陕 西耀 县 秦 岭牌 42．5P．O水泥 ，密 度 3．10g／cm ；粗 骨 料 采 用 级 配 5～20mm 泾 阳 石 灰 岩碎 石 ；细骨 料 为灞河 中砂 ，细度 模 数 为 2．73；KFF采 用北京卡本公司生产 的 CAS-415型芳纶纤维 布及其 配套 的 CFSRA／B型浸渍 树脂胶 ，KFF厚 度为 0．276 mm，实 测 抗 拉 极 限强 度 为 2206．1MPa，弹 性 模 量 为 130．8GPa，断 裂延伸 率 为 1．7％ ，配套 树 脂 为 25℃下

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