木材表面初始损伤对CFRP-木材界面粘结性能的影响

作者：刘生纬; 雷云霄; 张家玮^*; 白晟渝; 胡勤勇

来源：复合材料学报, 2023, 40(08): 4720-4732.

DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20221014.003

• CFRP-木材界面
• 粘结性能
• 双剪试验
• 损伤率
• 承载力模型

为了研究木材表面初始损伤对碳纤维增强树脂复合材料(CFRP)-木材界面粘结性能的影响，以木材表面初始损伤率为变量，设计了4组(共12个)CFRP-木材双面剪切试件，分析了初始损伤对粘结界面破坏形态、荷载-应变曲线、应变分布曲线及界面承载力等力学性能的影响规律，探讨了木材初始损伤对界面力学性能的影响机制。试验结果表明：木材表面存在的初始损伤改变了CFRP-木材界面的破坏形态，随着损伤率的增加，剪切破坏面进入木材基体的深度逐渐变浅，界面的脆性破坏特征越显著；木材表面的初始损伤截断了木材纤维，破坏了木材表面的完整性，削弱了界面应力传递效率，增加了界面应力集中现象，使界面粘结承载力随着损伤率的增加而不断降低。本文通过对粘结界面微段的受力分析，推导了极限状态下界面应力分布计算表达式，建立了考虑木材表面初始损伤影响的CFRP-木材界面粘结承载力模型，界面粘结承载力预测模型的计算结果与试验结果的误差均小于6%，吻合较好。

• 单位
  兰州交通大学; 土木工程学院