UHPC-NC叠层梁界面黏结性能的试验研究与数值模拟

作者：许建明; 陈勇; 刘骁繁; 许奇

来源：建筑科学与工程学报, 2021, 38(04): 44-56.

DOI：10.19815/j.jace.2020.11007

• UHPC-NC
• 界面黏结性能
• 静载试验
• 损伤梯度
• 胶结-摩擦耦合

对3根不同厚度比的超高性能混凝土-普通混凝土(UHPC-NC)叠层梁的静力行为与界面黏结性能进行了试验研究,观测到试验梁的最终破坏发生在界面处,说明UHPC-NC界面处的性能对叠层构件整体受力行为有显著影响,为此改进了现有的界面斜剪试验,使之更加准确地测量UHPC-NC界面的抗剪力学性能;建立了可靠的UHPC-NC叠层梁二维有限元模型,采用局部损伤梯度模型模拟UHPC和NC材料的损伤,并创新性地将胶结作用力与摩擦作用力平滑地结合起来,开发了胶结和摩擦耦合模型来模拟UHPC-NC界面的破坏行为。结果表明:基于微观力学的胶结力与摩擦耦合模型可以有效模拟叠层梁的界面行为,且正则化操作能够有效提高模型计算过程中的稳定性;有限元模型所得到的分析计算结果与叠层梁的加载试验结果接近;有限元模型的分析计算结果体现了界面法向与切向应力的变化,为相关的界面行为研究提供了参考;UHPC-NC的界面强度性能至关重要,在某种程度上将决定叠层构件的受力行为,值得进一步地探讨与研究。