海水浸泡和干湿循环条件下碳纤维增强复合材料筋与海水海砂混凝土粘结疲劳性能试验研究
Experimental Study on Bond Fatigue Between Carbon Fiber-Reinforced Polymer Bars and Seawater–Sea Sand Concrete Under Seawater Immersion and Dry–Wet Cycle Conditions
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碳纤维增强复合材料(CFRP)筋在海洋环境中的耐久性对其在海水海砂混凝土(SWSSC)中的应用至关重要，尤其是在循环荷载条件下。虽然前期研究主要关注静态粘结性能，但海水浸泡和干湿循环对CFRP筋-SWSSC界面粘结疲劳行为的影响仍未充分探索。本研究通过18个CFRP筋-SWSSC粘结试件的静态和疲劳拔出试验，系统研究了海水浸泡和干湿循环条件下CFRP筋与SWSSC的粘结疲劳性能。试验评估了不同应力水平(疲劳上限荷载/静态粘结极限荷载)在海水浸泡和干湿循环后对疲劳破坏模式、粘结-滑移行为和疲劳特性的影响。结果表明：海水浸泡和干湿循环显著降低了CFRP筋-SWSSC粘结性能，平均粘结强度降低10.31%；这些条件减少了疲劳循环次数和刚度，增加了粘结滑移量(筋-混凝土界面相对位移)和残余滑移量(卸载后位移)；干湿循环对疲劳粘结性能的负面影响大于海水浸泡。较高的疲劳应力水平加剧了CFRP-SWSSC界面的损伤和裂纹扩展，导致粘结滑移量和残余滑移量显著增加。在相似条件下，较高应力水平提高了粘结刚度，但过高应力可能导致粘结疲劳破坏。基于试验数据和现有疲劳粘结-滑移本构模型，建立了SWSSC中CFRP筋的定制化模型。研究成果强调了海洋环境和疲劳荷载对粘结性能的严重影响，为海洋工程应用设计提供了重要指导。所提模型为预测疲劳条件下粘结-滑移行为提供了可靠框架，有助于深化对CFRP-SWSSC相互作用的认识，支撑耐久性海洋基础设施的设计。