玻璃-玄武岩纤维混杂FRP复合材料筋的力学性能与失效机制分析

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为解决单一纤维增强塑料(FRP)筋性能不足的缺陷，本研究采用玄武岩纤维与玻璃纤维制备玻璃-玄武岩纤维混杂FRP复合材料筋(B/G混杂FRP筋)。通过有限元方法分析了混杂FRP筋的失效机制，主要失效因素包括纤维断裂和两种纤维间界面分离。通过模拟预测了混杂FRP筋在碱性环境中的力学性能。通过拉伸试验研究了不同纤维体积比下混杂FRP筋的拉伸性能、延伸性能、伪塑性阶段长度和屈服应力降低量。结果表明：当玻璃纤维与玄武岩纤维体积比为7:3时，极限应变达到2.57%；当体积比为9:1时，极限应变达到3.06%，相差0.49%。此外，混杂纤维的体积比也影响混杂FRP筋的屈服应力降低阶段。当玻璃纤维与玄武岩纤维体积比分别为9:1和7:3时，两者的极限抗拉强度差异和屈服应力降低阶段差异分别为185.85 MPa和145.09 MPa。研究还总结了适用于不同情况的最优体积比范围。当玻璃纤维占混杂FRP筋总数的68.9%~100%时，混杂FRP筋的拉伸和延伸性能呈不同程度变化。

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