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聚氨酯混凝土与钢桥面板间界面粘结性能研究
| 论文题名： | 聚氨酯混凝土与钢桥面板间界面粘结性能研究 |
| 关键词： | 聚氨酯混凝土;粘结界面;界面剪切试验;内聚力理论;剪力键抗剪刚度 |
| 摘要： | 钢桥在服役期间，由于传统沥青铺装材料粘结界面的抗剪强度较低、粘结能力不足，铺装体系常发生多种病害，影响钢桥的使用寿命。国内外学者们虽提出相应解决方案，但仍无法从根本上解决铺装体系界面间粘结能力差的问题。聚氨酯混凝土凭借其优异的力学性能及粘结性能，逐渐开始被应用于桥面铺装领域。但目前关于聚氨酯混凝土与钢桥面板界面粘结性能研究较少，同时考虑温度和法向压力下界面粘结性能的研究基本空白。 本文以聚氨酯混凝土与钢板间的粘结界面为研究对象，通过不同温度、法向压力下的界面剪切试验、基于内聚力理论的界面有限元分析以及单排剪力键抗剪刚度对界面粘结性能影响的有限元分析，系统性地研究了聚氨酯混凝土与钢板间界面的粘结性能。 首先，通过不同温度、法向压力下聚氨酯混凝土与钢板间的界面剪切试验，探究聚氨酯混凝土与钢板间的界面破坏形态和破坏机理，以及不同温度、法向压力对界面剪切强度的影响规律；依据试验结果，基于数理统计原理，提出了不同温度、法向压力下界面剪切强度数学模型。 其次，基于内聚力理论，依据界面剪切试验结果，通过ABAQUS有限元分析软件中的cohesive内聚力单元，对粘结界面在剪切荷载作用下的受力情况进行模拟。模拟结果与实际试验结果相比，界面破坏机理一致，界面剪切应力—剪切位移曲线与试验相符，数值误差都在允许范围内，满足仿真要求。 最后，依据常见刚性剪力键与柔性剪力键抗剪刚度范围，通过ABAQUS有限元分析软件，建立了聚氨酯混凝土与钢板间的界面剪切模型；探究不同抗剪刚度对界面粘结性能的影响；揭示不同抗剪刚度下粘结界面及剪力键在剪切荷载作用下破坏过程；依据模拟结果并参考规范，提出了聚氨酯混凝土中考虑剪力键作用的界面抗剪极限承载力修正系数公式。 本文研究成果可为聚氨酯混凝土钢桥桥面铺装设计提供理论依据，具有现实价值。 |
| 作者： | 王一凡 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 于天来 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北林业大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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