uhcc增強(qiáng)普通混凝土復(fù)合梁彎曲性能試驗(yàn)研究

uhcc增強(qiáng)普通混凝土復(fù)合梁彎曲性能試驗(yàn)研究

材料的應(yīng)用及研究概況超高耐水泥路面材料是近年來國際土木工程領(lǐng)域熱點(diǎn)研究的新型纖維增強(qiáng)材料之一。它具有高走廊性和優(yōu)異的裂縫分散性。宏觀邊界拉壓可達(dá)3%6%。當(dāng)極限拉壓時，平均裂縫寬度僅為40.80mm，平均裂縫距離為1.2mm。與傳統(tǒng)的混凝土材料或纖維混凝土材料相比,最本質(zhì)意義上的突破是開裂后通過纖維與基體之間粘結(jié)應(yīng)力的反復(fù)傳遞實(shí)現(xiàn)了大量微細(xì)裂縫的不斷出現(xiàn)和穩(wěn)態(tài)發(fā)展,避免了由于應(yīng)力集中而導(dǎo)致的應(yīng)力軟化,呈現(xiàn)出類似金屬的拉應(yīng)力應(yīng)變硬化性能。使用摻量適中(通常不超過2.5%體積比)的短纖維能滿足不同的施工要求,包括普通澆筑、自密實(shí)、噴射和擠壓成型。在增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的安全性、耐久性及可持續(xù)性方面,該材料有著很大的優(yōu)勢。國外對使用該材料(最早被命名為ECC,Engineeredcementitiouscomposite)作為修復(fù)材料和加固材料在結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的應(yīng)用已進(jìn)行了一些研究。對由該材料和混凝土組成的復(fù)合構(gòu)件來說,Zhang等進(jìn)行了不同ECC韌性層厚度的混凝土復(fù)合梁在靜載和疲勞加載情況下的四點(diǎn)彎曲試驗(yàn);SKShin等對ECC/混凝土復(fù)合梁的彎曲性能進(jìn)行了數(shù)值模擬;MLi等研究了ECC修補(bǔ)材料在老混凝土材料約束下的收縮性能。這些研究結(jié)果均表明,ECC能轉(zhuǎn)變混凝土梁的脆性破壞模式為韌性破壞模式,不僅可提高承載能力和變形,而且在循環(huán)加載下有很高的損傷承受力,裂縫寬度并不隨著疲勞加載而變寬;在限制干燥收縮條件下,ECC的裂縫寬度可限制在30μm左右,減小了界面的剝離程度,防止了混凝土的剝落,從而提高了結(jié)構(gòu)的耐久性。由于ECC的制備技術(shù)較難掌握,雖然在國內(nèi)已開始研究,但大多均停留在該材料的制備階段,關(guān)于該材料在結(jié)構(gòu)應(yīng)用方面的研究滯后于歐美及日本等國。最近,課題組在對國內(nèi)組成該材料的各組份的微結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)研究后,使用PVA纖維配制出了極限拉應(yīng)變可與國際水平相媲美的超高韌性水泥基復(fù)合材料,為了便于工程技術(shù)人員對該材料的性能有更為直觀的理解,將其命名為UHTCC(UltraHighToughnessCementitiousComposite)。本文的工作是針對該材料增強(qiáng)混凝土(UHTCC/混凝土)復(fù)合梁的彎曲性能而展開,屬于應(yīng)用跟蹤研究。其目的有兩點(diǎn):其一是給出UHTCC/混凝土復(fù)合梁計(jì)算承載力的公式;其二是通過參數(shù)分析,對梁高度和材料性能對UHTCC/混凝土復(fù)合梁的彎曲性能特別是UHTCC韌性層臨界厚度的變化規(guī)律有更好地掌握。1uhcc-混凝土復(fù)合梁彎曲性能的理論分析1.1uhtcc材料圖1和圖2給出了下文公式推導(dǎo)中混凝土和UHTCC兩種材料使用的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線。在圖1拉本構(gòu)模型中,忽略了起裂后骨料相互咬合作用產(chǎn)生的粘聚拉力,認(rèn)為一旦混凝土拉應(yīng)力達(dá)到其極限抗拉強(qiáng)度就馬上失去承載能力;對受壓本構(gòu)模型,采用了Rüsch提出的兩階非線性模型。對UHTCC材料,本文考慮了應(yīng)變硬化性能。圖中各符號的含義為:fc為混凝土抗壓強(qiáng)度;εc0為混凝土屈服壓應(yīng)變,取0.0020;εcu為混凝土極限壓應(yīng)變,取0.0035;σtc為UHTCC拉伸起裂強(qiáng)度;σtu為UHTCC極限抗拉強(qiáng)度;εtc為UHTCC起裂拉應(yīng)變;εtu為UHTCC極限拉應(yīng)變。根據(jù)圖1和圖2,任意時刻混凝土材料和UHTCC材料的本構(gòu)關(guān)系就可以寫出,見式(1)和式(2):{σ(x)=σtcεtcε(x)(0≤ε(x)≤εtc)σ(x)=σtc+σtu-σtcεtu-εtc(ε(x)-εtc)(εtc≤ε(x)≤εtu)(2)1.2混凝土破壞過程假設(shè)在混凝土層和UHTCC層兩者之間不發(fā)生相對滑動且沿著梁高應(yīng)變符合平截面假設(shè),根據(jù)梁理論,不同UHTCC層厚度增強(qiáng)的混凝土復(fù)合梁在彎曲加載至破壞的整個過程中截面正應(yīng)力應(yīng)變的變化可用圖3來描述。圖中,f是UHTCC層厚度,c為中性軸高度,x是截面任意點(diǎn)距梁底的距離,h是梁高。因?yàn)槭褂肬HTCC材料代替部分混凝土的目的是在提高梁承載能力和延性的同時能夠很好地控制裂縫寬度,因此在實(shí)際使用中所設(shè)計(jì)的UHTCC/混凝土復(fù)合梁必須保證受拉區(qū)最大拉應(yīng)變小于UHTCC的極限拉應(yīng)變。鑒于此,本文認(rèn)為只要梁底最大拉應(yīng)變達(dá)到UHTCC的極限拉應(yīng)變或梁頂混凝土達(dá)到其極限壓應(yīng)變,均表示梁破壞。圖3(a)是裂縫沒有出現(xiàn)前截面的正應(yīng)力應(yīng)變分布圖。在該階段受拉區(qū)材料均處于彈性狀態(tài),受壓區(qū)的混凝土材料也處于彈性狀態(tài),沿梁高的應(yīng)力方程列入表1。由于UHTCC的彈性模量低于混凝土的彈性模量,因此在兩者交接處應(yīng)力圖有突然的回縮。對UHTCC材料,試驗(yàn)測得的起裂應(yīng)變與混凝土的極限應(yīng)變比較接近,有時大于混凝土的起裂應(yīng)變,因此對UHTCC/混凝土復(fù)合梁來說,第一條裂縫出現(xiàn)的位置還與UHTCC層厚度的設(shè)計(jì)有關(guān),可能在UHTCC層也可能在混凝土層。一旦第一條裂縫出現(xiàn),UHTCC/混凝土復(fù)合梁就進(jìn)入了裂縫發(fā)展階段。與普通混凝土梁相比,該階段截面的應(yīng)力分布比較復(fù)雜,可分為三個階段。第一階段(圖3(b)):從第一條裂縫出現(xiàn)直到UHTCC層和混凝土層均起裂;第二階段(圖3(c)):UHTCC層和混凝土層兩層都起裂后到裂縫貫穿UHTCC層;第三階段(圖3(d)):裂縫貫穿UHTCC層后到最后破壞。當(dāng)UHTCC層先起裂但混凝土層沒有起裂時,裂縫在UHTCC層發(fā)展,UHTCC進(jìn)入塑性階段,見圖3(b-1),圖中,a為UHTCC層塑性區(qū)的平均長度。在這種情況下,受壓區(qū)的混凝土可能處于彈性狀態(tài),也可能處于彈塑性狀態(tài),與UHTCC層厚度有關(guān)。當(dāng)UHTCC層比較薄時,截面的應(yīng)力應(yīng)變分布為圖3(b-1-1)或圖3(b-1-3);當(dāng)UHTCC層比較厚時,截面的應(yīng)力應(yīng)變分布圖可能為圖3(b-1-2)。當(dāng)混凝土層先起裂時,裂縫在混凝土層先發(fā)展直到梁底拉應(yīng)變達(dá)到UHTCC的起裂拉應(yīng)變,如圖3(b-2)。表1列出了該階段不同情況截面正應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。在裂縫發(fā)展的第二階段,UHTCC層和混凝土層都已起裂,隨著荷載的增加,裂縫在混凝土層和UHTCC層發(fā)展,直到裂縫完全貫穿UHTCC層,UHTCC材料由彈塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橥耆苄誀顟B(tài),根據(jù)UHTCC層厚度的不同,受壓區(qū)混凝土可能存在兩種情況,見圖3(c)。這一階段截面正應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系式如表1所示。裂縫貫穿UHTCC層后,進(jìn)入了裂縫發(fā)展的第三階段。根據(jù)UHTCC層的厚度以及混凝土材料極限壓應(yīng)變大小,復(fù)合梁最終破壞可分為受拉破壞(梁底拉應(yīng)變達(dá)到UHTCC材料的極限拉應(yīng)變,梁頂混凝土壓應(yīng)變小于極限壓應(yīng)變)和受壓破壞(梁頂混凝土壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變,梁底拉應(yīng)變小于UHTCC材料的極限拉應(yīng)變,)兩種。對受拉破壞,根據(jù)破壞時混凝土是否進(jìn)入塑性狀態(tài)又可分為兩種。每一種情況對應(yīng)的截面正應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系式見表1所列。除了材料性能,UHTCC的厚度直接影響著UHTCC/混凝土復(fù)合梁的裂縫發(fā)展過程,因此在表1中有些階段看上去相互交錯,但實(shí)際上對某一給定的UHTCC層厚度下,裂縫的發(fā)展過程只可能發(fā)生表1中給出的某一種情況。根據(jù)表1所列的不同階段的物理關(guān)系以及幾何尺度a=c(1-εtcεt),e=c(1-εtu-conεt),g=c(εc0εt-1),由力平衡∑N=0,∑M=M,可獲得UHTCC/混凝土復(fù)合梁在破壞前任意時刻的中性軸高度和彎曲承載力大小。為了節(jié)省篇幅,這里沒有列出每一種情況具體的公式表達(dá)。2試驗(yàn)過程及結(jié)果使用文獻(xiàn)的UHTCC/混凝土復(fù)合梁四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)結(jié)果來驗(yàn)證公式的合理性。試驗(yàn)梁的幾何尺寸為500×100×100mm(長×寬×高),剪跨區(qū)和純彎區(qū)的長度各為100mm,UHTCC層的厚度為25mm。完成了共三組UHTCC/混凝土復(fù)合梁的四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)(編號見表2)。通過直接拉伸試驗(yàn)獲得的UHTCC抗拉性能和混凝土的抗壓強(qiáng)度也列入表2。具體的試驗(yàn)過程參見文獻(xiàn)?；炷恋臉O限拉應(yīng)變?nèi)?.015%。根據(jù)上面的過程,編制了相應(yīng)的計(jì)算程序,對上面試驗(yàn)的三根UHTCC/混凝土復(fù)合梁的彎曲承載力進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)果匯總在表3～表5。注意在表3～表5中沒有列出梁跨中撓度的大小,雖然根據(jù)梁底拉應(yīng)變和中性軸高度可以獲得曲率的大小,進(jìn)而可根據(jù)材料力學(xué)計(jì)算梁的跨中撓度,但由于沒有考慮梁起裂部分對截面剛度變化的影響,計(jì)算的結(jié)果與試驗(yàn)存在一定的差距,因此本文對變形沒有加以分析。由于在試驗(yàn)過程中沒有量測梁底拉應(yīng)變的變化,因此無法給出不同拉應(yīng)變時試驗(yàn)量測的承載力大小,僅僅列出UHTCC/混凝土復(fù)合梁在達(dá)到彎曲點(diǎn)時刻和最后破壞時的承載力(這兩個值分別對應(yīng)荷載-跨中變形曲線的兩個明顯的轉(zhuǎn)折點(diǎn))。從這幾張表不難看出,試驗(yàn)的三組復(fù)合梁當(dāng)UHTCC材料出現(xiàn)應(yīng)變集中前,梁頂?shù)膲簯?yīng)變均小于極限壓應(yīng)變,因此破壞模式均為受拉破壞。圖4給出了試驗(yàn)結(jié)束后拍攝的1號和2號試件的照片,可以看到梁頂混凝土完好無損,未見任何起皮或剝落現(xiàn)象,裂縫均出現(xiàn)在梁的純彎段。從表中還可以看到,試驗(yàn)確定的復(fù)合梁屈服荷載和破壞荷載均略大于計(jì)算結(jié)果,最大誤差不超過15%,驗(yàn)證了理論公式。3參數(shù)分析和討論3.1uhtcc層厚度對UHTCC/混凝土復(fù)合梁,其彎曲性能與UHTCC韌性層的厚度相關(guān)。根據(jù)第一部分的計(jì)算理論,本節(jié)討論了三種高度100mm,200mm和300mm,且UHTCC層厚度分別為10%、20%、30%、40%、50%、60%試件高度的共18個UHTCC/混凝土復(fù)合梁的彎曲性能,包括彎曲點(diǎn)對應(yīng)的承載力、極限破壞荷載、臨界塑性區(qū)平均長度(極限破壞時的塑性區(qū)平均長度)和彎矩-拉應(yīng)變曲線。在程序計(jì)算中,輸入的混凝土抗壓強(qiáng)度為30MPa,抗拉強(qiáng)度為2.6MPa,極限拉應(yīng)變?yōu)?.00015;UHTCC的起裂抗拉強(qiáng)度、起裂拉應(yīng)變、極限抗拉強(qiáng)度以及極限拉應(yīng)變分別為4.0MPa、0.00015、5.98MPa和0.04。復(fù)合梁的長×寬:500×100mm,采用三分點(diǎn)加載,跨長為300mm。圖5給出了梁高為100mm的六種不同UHTCC層厚度比的UHTCC/混凝土復(fù)合梁的整個加載過程的彎矩-拉應(yīng)變曲線和從加載至梁達(dá)到彎曲點(diǎn)的彎矩-拉應(yīng)變曲線。從圖5可以看出,當(dāng)UHTCC層的代替厚度小于40%梁高(給定的混凝土抗壓強(qiáng)度),過了梁的彎曲點(diǎn)(見圖5(b)箭頭所指),梁的彎曲承載能力會有一個下降段,且隨著代替厚度的增加,下降的幅度逐漸減小,在經(jīng)歷了一段下降后隨著變形的增加荷載又開始上升,直到梁底拉應(yīng)變達(dá)到UHTCC層的極限拉應(yīng)變發(fā)生受拉破壞;當(dāng)UHTCC層的厚度高于40%梁高,隨著變形的增加荷載一直在增加,過了彎曲點(diǎn)(見圖5(b))后沒有出現(xiàn)荷載下降段,復(fù)合梁以梁頂混凝土材料達(dá)到其極限壓應(yīng)變而不是以UHTCC材料拉斷破壞為破壞標(biāo)志,即破壞模式表現(xiàn)為壓破壞。從圖5還可以看出,在確保UHTCC層和混凝土層界面有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度下,理論上講UHTCC層的厚度不大于30%梁高,由于發(fā)生受拉破壞,梁的變形能力應(yīng)該比較顯著,這樣為了協(xié)調(diào)變形,上層混凝土材料的裂縫寬度勢必比較大,不利于結(jié)構(gòu)的耐久性;當(dāng)UHTCC層的厚度大于30%梁高,由于發(fā)生受壓破壞,隨著UHTCC層厚度的增加變形能力下降,混凝土層的裂縫寬度將會減小。但無論UHTCC層厚度如何設(shè)計(jì),復(fù)合梁的變形均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通混凝土梁。事實(shí)上,由于UHTCC起裂后承載能力并不降低,而是表現(xiàn)出類似金屬材料的拉應(yīng)力應(yīng)變硬化性能,因此對UHTCC/混凝土復(fù)合梁,UHTCC層厚度變化對承載力和變形的影響規(guī)律與鋼筋混凝土梁的受拉鋼筋配筋率對其彎曲性能的影響規(guī)律相同,所以為了在實(shí)際使用中避免發(fā)生少筋受拉破壞(鋼筋混凝土梁),UHTCC/混凝土復(fù)合梁的UHTCC層厚度必須滿足最小厚度,且該最小厚度等于受拉破壞向受壓破壞轉(zhuǎn)變的臨界厚度。就本部分給定的混凝土和UHTCC材料基本力學(xué)參數(shù)來說,100mm高的UHTCC/混凝土復(fù)合梁的最小厚度在30～40mm。圖6是三種不同高度100mm、200mm和300mmUHTCC/混凝土復(fù)合梁隨UHTCC層厚度/梁高比例變化彎曲點(diǎn)對應(yīng)的名義彎曲強(qiáng)度、名義極限彎曲強(qiáng)度以及臨界塑性區(qū)平均長度的變化圖。從圖6中可以清楚地看到,在同一UHTCC厚度/梁高比例下,三個不同高度復(fù)合梁的名義彎曲強(qiáng)度、名義極限彎曲強(qiáng)度以及臨界塑性區(qū)平均長度完全重合,這就表明對同一材料制成的UHTCC/混凝土復(fù)合梁來說,決定其彎曲承載力和裂縫發(fā)展長度的是UHTCC層厚度與梁高的比例大小,而不是梁的高度。我們可以通過把UHTCC等效為鋼筋,按照鋼筋混凝土理論做進(jìn)一步的解釋。以極限狀態(tài)為分析點(diǎn),根據(jù)鋼筋混凝土梁有:Μ=fyAs(h0-0.5xe)=fyAs(h0-0.5fyAsfcmb)=fyρbh02(1-0.5fyfcmρ)(4)這樣,名義極限彎曲強(qiáng)度為:σnf=6Μbh2=6fyρ(h0h)2(1-0.5fyfcmρ)(5)根據(jù)UHTCC承擔(dān)拉力的合力與鋼筋承擔(dān)拉力相等的條件,可確定UHTCC/混凝土復(fù)合梁等效為鋼筋混凝土梁相應(yīng)的鋼筋面積(見圖7):(σt1+σt2)2×bf=fyAs(6)當(dāng)UHTCC/混凝土梁的破壞模式為受拉破壞時,式(6)可進(jìn)一步寫為:σtcbf+Ec(εtu-εtc)bf-Ecεtuf2(h-1.25xe)bf=fyAs(7)當(dāng)UHTCC/混凝土梁的破壞模式為受壓破壞時,式(6)可進(jìn)一步寫為:σtcbf-Ec(εcu-con+εtc)bf+Ecεcu-conf2.5xebf=fyAs(8)式中,Ec是起裂后UHTCC的變形模量;εtu和εcu-con分別是UHTCC的極限拉應(yīng)變和混凝土的極限壓應(yīng)變。從圖7鋼筋混凝土梁力的平衡,等效受壓高度為:xe=fyρh0fcm(9)將式(9)代入到式(7)和式(8),分別有式(10)和式(11):2.5fy2fcm(h0h)2ρ2-2.5fyfcmfhh0h[σtc+Ec(εtu-εtc)]ρ-2fyh0hρ+fh(2σtc-Ecεtufh)=0(10)2.5fy2fcm(h0h)2ρ2-2.5fyfcmfhh0h[σtc+Ec(εcu-con+εtc)]ρ-Ecεcu-con(fh)2=0(11)從式(10)和(11)可知,如果假定隨著梁高的增加鋼筋的保護(hù)層厚度成比例增加,那么在同一UHTCC/梁高比例下,鋼筋的配筋率相同,由式(5)確定的名義極限彎曲強(qiáng)度相同。因此可以說,在同一材料下,通過試驗(yàn)室進(jìn)行的小尺寸試件確定的最小UHTCC層厚度可以按照實(shí)際中的大尺寸試件的高度比例增加。注意,本文雖然是以UHTCC/混凝土復(fù)合梁為研究對象,但前面所得的結(jié)論對UHTCC/鋼筋混凝土復(fù)合梁同樣適用。從圖6還可以看到,在同一梁高下,隨著UHTCC層厚度的增加,圖5(b)定義的彎曲點(diǎn)對應(yīng)的名義彎曲強(qiáng)度增加,且兩者呈線性比例關(guān)系(見圖6(a));在UHTCC層厚度正好等于使復(fù)合梁由受拉破壞轉(zhuǎn)變?yōu)槭軌浩茐牡淖钚HTCC層厚度時(30%～40%梁高),名義極限彎曲強(qiáng)度的增加速度開始明顯減慢(見圖6(b))。3.2混凝土抗壓強(qiáng)度根據(jù)上面的分析,我們分別從受拉破壞和受壓破壞模式中選取一個UHTCC層厚度/梁高比值即20%和50%,并設(shè)梁高為100mm,然后研究混凝土抗壓強(qiáng)度變化對復(fù)合梁彎曲性能的影響規(guī)律。在該部分分析中,混凝土的抗壓強(qiáng)度分20MPa、30MPa、40MP和50MPa四種情況,極限壓應(yīng)變均取0.0035。圖8(a)和(b)分別是UHTCC層厚度為20mm和50mm的復(fù)合梁隨混凝土抗壓強(qiáng)度變化荷載與梁底拉應(yīng)變曲線的變化情況。從圖8(a)可以看出,四種混凝土強(qiáng)度的UHTCC/混凝土復(fù)合梁均發(fā)生受拉破壞,隨著混凝土強(qiáng)度的增加,荷載-梁底拉應(yīng)變曲線的彎曲點(diǎn)對應(yīng)的荷載增加,這可以從圖中給出的局部放大插圖更清楚地看到,但從梁底拉應(yīng)變大約為0.1%直到最后破壞,幾條曲線幾乎重合。從圖8(b)不難看到,隨著混凝土抗壓強(qiáng)度的增加,梁底拉應(yīng)變增加,對混凝土強(qiáng)度為50MPa的情況,當(dāng)梁底拉應(yīng)變達(dá)到UHTCC材料極限拉應(yīng)變時,混凝土的極限壓應(yīng)變?yōu)?.0031,破壞模式由受壓破壞轉(zhuǎn)變?yōu)槭芾茐?。這就表明:1)混凝土的抗壓強(qiáng)度越高,使復(fù)合梁從受拉破壞轉(zhuǎn)變?yōu)槭軌浩茐乃蟮腢HTCC層厚度即臨界厚度越大;2)在破壞模式均為受壓破壞的情況下,較高的混凝土抗壓強(qiáng)度越有利于UHTCC材料延性的發(fā)揮。從圖8(b)還可以看到,同一梁底拉應(yīng)變下,承載力隨著混凝土強(qiáng)度的增加而增加,但影響程度逐漸減弱;由于破壞時梁底拉應(yīng)變的大小受到混凝土強(qiáng)度的影響,與荷載梁底拉應(yīng)變曲線彎曲點(diǎn)對應(yīng)的承載力增加幅度相比較,極限破壞時承載力的增加程度更加顯著。3.3uhtcc起裂極限拉應(yīng)變曲線由于UHTCC材料起裂后承載能力并不馬上降低,而是隨著變形繼續(xù)增加,因此UHTCC的受拉性能影響復(fù)合梁的彎曲性能。在本節(jié)對控制UHTCC四個參數(shù)(見圖9)進(jìn)行了分析,其中對極限拉應(yīng)變的影響,又根據(jù)極限抗拉強(qiáng)度是否隨著拉應(yīng)變同時變化分為兩種情況,分別見圖9(a)和(b)。在分析中,混凝土的抗壓強(qiáng)度為30MPa,梁高為100mm,UHTCC層的厚度為20mm和50mm。從圖10(b)可以看出,當(dāng)起裂后UHTCC的剛度保持不變時,無論復(fù)合梁發(fā)生哪種破壞模式,在同一梁底拉應(yīng)變下,不同極限拉應(yīng)變UHTCC對復(fù)合梁的承載力沒有絲毫影響,荷載-梁底拉應(yīng)變曲線重合在一起;由于破壞時刻受到UHTCC極限拉應(yīng)變的限制,梁底拉應(yīng)變隨著UHTCC極限拉應(yīng)變的減小而減小。這就意味著,在固定UHTCC起裂后拉應(yīng)力應(yīng)變曲線斜率下,減小或增加極限拉應(yīng)變不會影響UHTCC層臨界最小厚度的取值。如果保持UHTCC材料其它參量不變,僅僅改變極限抗拉強(qiáng)度,荷載-梁底拉應(yīng)變曲線的變化規(guī)律見圖10(c)?？梢杂^察到,在荷載-梁底拉應(yīng)變曲線的彎曲點(diǎn)之前,極限抗拉強(qiáng)度對復(fù)合梁的承載力和拉應(yīng)變值沒有影響;過了彎曲點(diǎn)后,極限抗拉強(qiáng)度越大,復(fù)合梁的承載力越大。圖10(d)是不同UHTCC起裂強(qiáng)度對應(yīng)的復(fù)合梁荷載-梁底拉應(yīng)變曲線。不難看出:1)當(dāng)梁發(fā)生受壓破壞時,起裂強(qiáng)度的變化,不僅影響彎曲點(diǎn)對應(yīng)的承載力大小,而且對梁的極限彎曲強(qiáng)度也有較大影響?？偟膩碚f起裂強(qiáng)度越大,承載力越大,破壞時梁底的拉應(yīng)變越小。相比于起裂強(qiáng)度對承載力的影響,其對梁底拉應(yīng)變的影響程度不是十分明顯。因此,可認(rèn)為起裂強(qiáng)度對復(fù)合梁的UHTCC層臨界最小厚度影響不顯著。2)當(dāng)梁發(fā)生受拉破壞時,隨著起裂強(qiáng)度的增加,承載力增加,且增加的幅度隨著梁底拉應(yīng)變的增加逐漸變小,在最后破壞時,收斂到一個不變值。從圖10(e)可以觀察到,無論復(fù)合梁的破壞模式是受拉破壞還是受壓破壞,UHTCC材料起裂應(yīng)變的變化對荷載梁底拉應(yīng)變曲線在彎曲點(diǎn)之前有一定影響,起裂應(yīng)變越大承載力越小,過了彎曲點(diǎn)后,影響程度逐漸減弱,最后完全重合在一起。因此可以認(rèn)為,UHTCC材料起裂應(yīng)變對復(fù)合梁UHTCC層臨界最小厚度沒有影響。4uhtcc層厚度使用具有超高韌性的UHTCC材料代替部分普通混凝土材料作為老混凝土結(jié)構(gòu)的柔性保護(hù)層,可提高結(jié)構(gòu)的承載力、延性以及耐久性,是UH