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《清华大学》 2005年
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FRP-混凝土界面行为研究

陆新征  
【摘要】:FRP-混凝土之间的界面力学行为及剥离破坏是FRP 加固混凝土技术应用的关键基础问题,也是难点问题。本文对FRP-混凝土界面的三种主要剥离破坏形式:面内剪切剥离、受弯加固剥离和受剪加固剥离进行了系统的研究,提出了相应的数值计算模型,深入分析并揭示了FRP-混凝土的界面剥离破坏机理。基于对界面剥离破坏机理的充分认识,根据数值分析结果和试验结果,建立了界面粘结-滑移本构模型及受弯加固和受剪加固的剥离承载力的计算模型,并进一步提出了实用简化设计公式。与所收集的大量试验结果对比计算表明,本文的建议对FRP-混凝土界面行为模拟更为合理,所建议的设计公式优于现有文献公式,为安全、经济、合理地应用FRP 加固混凝土结构技术提供了设计理论和方法。本文的主要研究工作和创新成果有: (1) 首先针对面内剪切试验,采用所建议的混凝土非共轴转动裂缝模型,对FRP-混凝土界面行为进行了初步分析。为使数值分析更为稳定可靠,又进一步提出了精细单元有限元模型,深入研究了FRP-混凝土界面行为。并基于数值分析结果,提出了FRP-混凝土界面粘结-滑移本构模型及剥离承载力计算公式,与大量试验结果对比吻合良好; (2) 基于精细单元有限元模型分析,得到了受弯加固剥离中的界面粘结-滑移关系,并提出了考虑裂缝宽度的双剥离破坏准则。利用无网格法,将传统混凝土有限元分析中的弥散裂缝模型和分离裂缝模型结合起来,提出了基于无网格法的组合裂缝模型,验证了双剥离破坏准则的正确性; (3) 基于以上界面粘结-滑移关系和双剥离破坏准则,开发了相应的界面单元模型,使得受弯剥离可以通过普通钢筋混凝土有限元程序加以模拟。与大量试验对比表明,分析结果和试验结果吻合良好。在此基础上,根据有限元分析得到的界面粘结应力分布并加以简化处理,得到受弯剥离承载力的实用计算公式,与大量试验结果对比表明,计算结果与试验吻合良好,且过程简便; (4) 根据受剪加固剥离问题的有限元分析和试验分析,讨论了FRP 应力分布和斜裂缝宽度的关系,根据典型斜裂缝宽度分布规律和粘贴加固方式,提出了8种不同的受剪剥离简化计算模型,并讨论了受剪剥离的机理。基于最不利斜裂缝模型的分析结果,提出了受剪剥离承载力的计算公式。与大量试验结果对比吻合良好;
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU528

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 邢建英;杨勇新;;FRP加固构件的粘结机理综述[J];福建建筑;2008年06期
2 陈绪军;杨勇新;胡玲;戴木香;;FRP片材加固钢筋混凝土梁的研究进展[J];福建建筑;2008年11期
3 杨勇新;郭春红;朱崇钊;才鹏;赵颜;;海水对CFRP-混凝土界面影响的试验[J];工业建筑;2006年08期
4 张轲;叶列平;岳清瑞;;预应力碳纤维布界面粘结应力及最大张拉预应力分析[J];工业建筑;2007年07期
5 潘元;刘伯权;黄华;;FRP片材加固混凝土结构黏结界面损伤分析[J];混凝土;2008年11期
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8 李宝来;谭果祥;田伟新;;CFRP加固构件锚固端加强处理的有限元分析[J];山西建筑;2009年23期
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中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 萧澎伟;袁鸿;陆旭生;;U型粘贴FRP梁抗剪加固剥离破坏机理研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈伟宏;用无机胶粘贴碳纤维布加固混凝土梁受力性能试验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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10 胡安妮;荷载和恶劣环境下FRP增强结构耐久性研究[D];大连理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张永茂;碳纤维布加固损伤钢吊车梁的疲劳试验研究[D];大连理工大学;2011年
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5 庄江波;预应力CFRP布加固钢筋混凝土梁的试验研究与分析[D];清华大学;2005年
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7 胡建强;高强复合玻璃纤维布与混凝土的粘结性能的试验研究[D];南京航空航天大学;2006年
8 李飞跃;铝合金—碳纤维组合梁受弯试验研究[D];南京航空航天大学;2006年
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10 葛凯;预应力碳纤维布加固混凝土梁抗弯性能试验研究[D];铁道部科学研究院;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 黄羽立,叶列平;碳纤维布加固RC梁中粘结性能的非线性有限元分析[J];工程力学;2004年02期
2 陆新征,谭壮,叶列平,江见鲸;FRP布-混凝土界面粘结性能的有限元分析[J];工程力学;2004年06期
3 郝震,曹双寅,翟瑞兴,方志保;外贴CFRP加固梁斜截面受力性能的分析和计算[J];工业建筑;2004年02期
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6 叶列平,崔卫,岳清瑞,胡孔国;碳纤维布加固混凝土构件正截面受弯承载力分析[J];建筑结构;2001年03期
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8 杨勇新,岳清瑞,胡云昌;碳纤维布与混凝土粘结性能的试验研究[J];建筑结构学报;2001年03期
9 陆新征,江见鲸;考虑不同破坏模式的二维混凝土本构模型[J];土木工程学报;2003年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 飞渭,江世永,彭飞飞,陈正平,李庆枫,陈龙;预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件正截面承载力分析[J];四川建筑科学研究;2003年03期
4 张媛媛,郭东,令狐可,李浩;动载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析[J];四川建筑科学研究;2003年04期
5 王凤武,楼梦麟,徐人平,张立翔,王时越;混凝土单轴受压强度可靠度与置信度研究[J];四川建筑科学研究;2004年02期
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7 孙建敏,赵晓华;考虑二次加载时碳纤维布加固混凝土梁挠度的简化计算方法[J];四川建筑科学研究;2004年03期
8 贾益纲,涂序庆;钢筋混凝土连续梁弯矩调幅法的非线性分析方法[J];四川建筑科学研究;2005年02期
9 吴晓春,万胜武,郭在林,杨祖权;双向压弯钢筋混凝土L形柱之平截面假定的分析与讨论[J];四川建筑科学研究;2005年04期
10 盛光复,任迎春;CFRP加固钢筋混凝土外伸梁斜截面试验研究[J];四川建筑科学研究;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛武军;;探讨深基坑监测中钢筋混凝土支撑梁轴力测试中的问题[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 霍越群;赵光宇;;利用ANSYS Solid65单元分析混凝土结构[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年
3 王震宇;王志从;潘晓兰;王代玉;;CFRP加固多层非延性RC框架的抗震性能分析[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
4 孟丽军;张岩俊;陈伟;刘云;;某工程碳纤维布加固设计实例[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
5 岳清瑞;杨勇新;;高性能纤维增强复合材料与现代土木工程中的应用[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(上册)[C];2008年
6 钟业盛;史丽远;郑志东;史丽萍;;剪切载荷作用下复合玻璃纤维RC梁的有限元分析[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
7 吴平安;卫东;田志敏;吴鹏;;混凝土材料模型对钢管混凝土轴压构件抗爆性能的影响[A];第七届全国工程结构安全防护学术会议论文集[C];2009年
8 梁本亮;刘建新;;钢管混凝土核心短柱轴压极限承载力计算[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
9 袁国青;董国华;;碳纤维复合材料加固结构物用树脂胶粘剂性能要求[A];第十四届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2001年
10 涂晓佩;张保敏;李重情;;碳纤维材料在桥梁加固中应用的探索研究[A];第十七届玻璃钢/复合材料学术年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫培雷;考虑隔墙影响的框架结构非线性地震反应分析及地震灾场模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
3 刘灿;横向预应力混凝土梁的抗剪性能及预应力损失研究[D];华南理工大学;2010年
4 劳晓春;RC矩形截面剪力墙构件的抗震性能及其性能指标限值研究[D];华南理工大学;2010年
5 张华;冲击荷载作用下岩石动态损伤特性研究[D];昆明理工大学;2009年
6 吴寒亮;芳纶纤维布约束混凝土短柱的尺寸效应研究与多尺度分析[D];北京交通大学;2010年
7 吴静;多重螺旋箍筋增韧轻质混凝土抗震性能研究[D];武汉理工大学;2010年
8 贾子文;冷弯薄壁型钢—混凝土组合楼盖受力性能研究[D];长安大学;2010年
9 万海涛;钢筋混凝土梁、柱构件抗震性能试验及其基于变形性能的参数研究[D];华南理工大学;2010年
10 唐国斌;基于全寿命设计的混凝土箱梁桥若干理论问题研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 于群;钢—高强混凝土组合梁非线性分析[D];山东科技大学;2010年
2 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
3 赵发军;在役混凝土梁桥结构加固模型试验研究[D];郑州大学;2010年
4 张长辉;纤维布加固水闸桥板受弯性能研究[D];郑州大学;2010年
5 范国玺;钢桁架—混凝土组合梁有效宽度的研究[D];郑州大学;2010年
6 徐新瑞;折线形先张法预应力混凝土箱梁受力性能的分析[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汤寄予;高丹盈;赵军;付亚男;;GFRP筋高温破坏特性测试方法[J];工程塑料应用;2009年03期
2 朱伯龙,陆洲导,胡克旭;高温(火灾)下混凝土与钢筋的本构关系[J];四川建筑科学研究;1990年01期
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5 彭飞飞,江世永,谢孝,飞渭,胡云;预应力CFRP布加固混凝土梁不卸载时的受弯性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2003年02期
6 陈万祥,郭志昆,任新见;碳纤维布加固钢筋混凝土梁挠度计算的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2003年02期
7 飞渭,江世永,彭飞飞,陈正平,李庆枫,陈龙;预应力碳纤维布加固混凝土受弯构件试验研究[J];四川建筑科学研究;2003年02期
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9 彭飞飞,江世永,飞渭;预应力CFRP布加固混凝土梁不卸载时的抗弯承载力[J];四川建筑科学研究;2003年03期
10 吴春秋,侯建国,戴晓艳;碳纤维片材加固混凝土梁中粘结界面应力的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 徐从平;孙铁成;程新宇;;浅析混凝土增加截面加固法[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
2 庄江波;叶列平;;CFRP布加固钢筋混凝土梁的裂缝研究[A];第三届全国FRP学术交流会议论文集[C];2004年
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5 任伟;吕颖钊;贺拴海;赵小星;;碳纤维抗弯加固具有初应力的钢筋混凝土T梁数值方法研究[A];中国公路学会桥梁和结构工程分会2005年全国桥梁学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
2 熊欢;南水北调超大口径PCCP预应力分析模型与试验研究[D];清华大学;2010年
3 贾金青;钢骨高强混凝土短柱及高强混凝土短柱力学性能的研究[D];大连理工大学;2000年
4 黄吉峰;钢筋混凝土结构非线性有限元分析及有限单元构造方法的研究[D];中国建筑科学研究院;2001年
5 徐福泉;碳纤维布加固钢筋混凝土梁静载性能研究[D];中国建筑科学研究院;2001年
6 欧阳煜;玻璃纤维(GFRP)片材加固混凝土框架结构的性能研究[D];浙江大学;2001年
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9 任慧韬;纤维增强复合材料加固混凝土结构基本力学性能和长期受力性能研究[D];大连理工大学;2003年
10 王文炜;纤维复合材料加固钢筋混凝土梁抗弯性能研究[D];大连理工大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周鹍;既有钢筋混凝土桥梁时变可靠度研究[D];广东工业大学;2011年
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7 崔小兵;碳纤维布加固钢筋混凝土梁受剪性能试验研究[D];北京工业大学;2001年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋文勇;李碧雄;甘立刚;;碳纤维在土木工程加固中的应用研究[J];四川建筑科学研究;2007年06期
2 朱海堂;方高干;孙丽萍;;纤维增强聚合物(FRP)耐久性能研究进展[J];玻璃钢/复合材料;2009年02期
3 林巧吟;;FRP加固混凝土梁裂缝的计算方法[J];城市道桥与防洪;2009年08期
4 胡克旭;彭东平;赵传鑫;;温度对CFRP-混凝土界面粘结滑移行为的影响[J];防灾减灾工程学报;2012年S1期
5 陈绪军;杨勇新;胡玲;戴木香;;FRP片材加固钢筋混凝土梁的研究进展[J];福建建筑;2008年11期
6 赵旭;;现浇钢筋混凝土结构裂缝的成因和防治[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年S1期
7 陈瑛;乔丕忠;任青文;;弹性地基上的4ENF试件柔度分析[J];工程力学;2008年05期
8 任慧韬;李杉;黄承逵;;冻融循环和荷载耦合作用下CFRP(碳纤维增强聚合物)片材的耐久性试验研究[J];工程力学;2010年04期
9 哈娜;王连广;霍君华;;CFRP布加固预裂钢骨混凝土梁的试验研究[J];工程力学;2011年12期
10 杨勇新;郭春红;才鹏;赵颜;岳清瑞;;紫外线对CFRP与混凝土粘结性能的影响[J];工业建筑;2006年08期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 周礼平;卓静;;碳纤维板偏心受拉试验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
2 叶苏荣;基于梁段模型的FRP加固混凝土梁界面剥离破坏分析[D];汕头大学;2011年
3 康省桢;预应力混凝土空心板梁桥破坏机理试验研究[D];郑州大学;2010年
4 张莉;碳纤维布加固木梁的受力性能研究[D];南京林业大学;2011年
5 金清平;复合材料土钉支护性能试验分析与应用研究[D];华中科技大学;2011年
6 胡安妮;荷载和恶劣环境下FRP增强结构耐久性研究[D];大连理工大学;2007年
7 廖娟;过载桥梁的碳纤维布加固试验与理论研究[D];浙江大学;2007年
8 蒋元平;CFRP加固RC梁变形性能的试验研究及理论分析[D];武汉理工大学;2009年
9 张志春;结构新型热固性FRP复合筋及其性能[D];哈尔滨工业大学;2008年
10 李杉;环境与荷载共同作用下FRP加固混凝土耐久性[D];大连理工大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 牛学娇;碳纤维布和角钢复合加固损伤钢筋混凝土柱抗震性能研究[D];郑州大学;2010年
2 余文华;CFRP增强高强混凝土柱延性性能研究[D];大连理工大学;2010年
3 陈红强;内嵌FRP筋加固悬臂梁桥抗弯性能试验研究[D];河南理工大学;2010年
4 祝夏;二次荷载下碳纤维布加固钢筋混凝土梁的非线性分析[D];昆明理工大学;2010年
5 张国强;无机胶粘贴碳纤维布加固混凝土板高温性能的试验研究[D];山东建筑大学;2011年
6 张婷婷;无机胶粘贴碳纤维布加固钢筋混凝土梁高温性能的试验研究[D];山东建筑大学;2011年
7 胡培稳;预应力玻璃纤维布加固受损混凝土梁的正截面受力性能研究[D];山东农业大学;2011年
8 石昌文;混凝土表面粗糙度对CFRP加固钢筋混凝土梁抗弯承载力的影响[D];大连理工大学;2011年
9 陆旭生;含指数软化粘结—滑移本构模型的FRP-混凝土界面行为研究[D];暨南大学;2011年
10 邢剑兵;预应力CFRP布加固负载混凝土梁斜截面抗剪性能试验研究[D];东北林业大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 曹双寅,潘建伍,邱洪兴;外贴纤维加固梁抗剪承载力计算方法分析[J];东南大学学报(自然科学版);2002年05期
2 吴刚,安琳,吕志涛;碳纤维布用于钢筋混凝土梁抗弯加固的试验研究[J];建筑结构;2000年07期
3 赵彤,谢剑,戴自强;碳纤维布加固钢筋混凝土梁的受弯承载力试验研究[J];建筑结构;2000年07期
4 胡孔国,岳清瑞,叶列平,孙燕;碳纤维布加固混凝土桥面板受弯性能试验研究[J];建筑结构;2000年07期
5 杨勇新,岳清瑞,胡云昌;碳纤维布与混凝土粘结性能的试验研究[J];建筑结构学报;2001年03期
6 曹双寅,滕锦光,陈建飞,邱洪兴;外贴纤维加固梁斜截面纤维应变分布的试验研究[J];土木工程学报;2003年11期
【相似文献】
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1 徐港;王青;;锈蚀钢筋与混凝土粘结性能研究进展[J];混凝土;2006年05期
2 刘志栋;曾力;高珍;;新老混凝土界面修补现状综述[J];中国农村水利水电;2010年06期
3 杨磊;詹炳根;郑蓉美;曹传胜;;NaCl环境中碱活性混凝土膨胀性能分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2011年01期
4 张钜;混凝土界面处理剂在工程上应用[J];上海建材;1995年02期
5 施锦杰;孙伟;;弯曲荷载与氯盐耦合作用下混凝土中钢筋锈蚀程度评估[J];硅酸盐学报;2010年07期
6 赵卫平;肖建庄;;带肋钢筋与混凝土间粘结滑移本构模型[J];工程力学;2011年04期
7 朱火明;钢纤维混凝土界面粘结强度的研究[J];铁道建筑;1992年07期
8 李悦明;混凝土界面处理剂在中天广场的应用[J];广州建筑;1996年04期
9 谢涛,邱延峻,蒋泽中;岩石与混凝土界面断裂韧度的分布特性研究[J];岩石力学与工程学报;2004年13期
10 郭少华;混凝土界面开裂模型[J];工程力学;1994年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡克旭;卢凡;蔡正华;;高温下CFRP-混凝土界面受剪性能研究[A];第六届全国土木工程研究生学术论坛论文集[C];2008年
2 姚健鹏;黄培彦;郑小红;郭馨艳;韩强;;静载下CFL-混凝土界面粘结滑移本构关系初探[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
3 陈忠诚;黄培彦;郑小红;周昊;韩强;;疲劳荷载下CFRP-混凝土界面的粘结滑移机理初探[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
4 张瑞金;王雷;;钢筋/混凝土界面质量对钢筋锈蚀影响的电化学研究[A];2011年全国机械行业可靠性技术学术交流会暨第四届可靠性工程分会第三次全体委员大会论文集[C];2011年
5 董荣珍;卫军;张克强;周锡武;黄玉盈;;钢筋-混凝土界面处锈蚀产物的分布状态及成分分析[A];高强与高性能混凝土及其应用——第六届全国高强与高性能混凝土学术交流会论文集[C];2007年
6 黄若双;胡融刚;杜荣归;谭建光;林昌健;;IrO_2-pH微电极的研制及钢筋/混凝土界面pH的测量[A];第四届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];2001年
7 张洪滔;李永鑫;董刚;陈益民;;海水对修补混凝土界面层微观结构的影响[A];2006年全国电子显微学会议论文集[C];2006年
8 朱虹;施嘉伟;吴智深;Hesham Diab;;快速荷载下FRP片材-混凝土界面性能试验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
9 车顺利;郑山锁;曾磊;张亮;李磊;王斌;;型钢与混凝土界面的剪切作用分析与研究[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年
10 吴崇豪;廖惠雯;简国璋;;轻质骨材混凝土界面过渡区之微观分析[A];“第九届全国轻骨料及轻骨料混凝土学术讨论会”暨“第三届海峡两岸轻骨料混凝土产制与应用技术研讨会”论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 陈肖蕾;GB止水条(板)[N];中国水利报;2004年
2 李喜才;使用矿渣微粉水泥可提高建筑寿命[N];中国建材报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 商峰;钢筋—混凝土界面张开滑移模型及锈蚀RC结构疲劳分析[D];清华大学;2010年
2 韩强;CFRP-混凝土界面粘结滑移机理研究[D];华南理工大学;2010年
3 陆新征;FRP-混凝土界面行为研究[D];清华大学;2005年
4 杨奇飞;FRP-混凝土粘结界面研究的两个重要问题[D];汕头大学;2009年
5 胡融刚;钢筋/混凝土体系腐蚀过程的电化学研究[D];厦门大学;2004年
6 杨树桐;基于断裂力学的钢筋、FRP与混凝土界面力学特性研究[D];大连理工大学;2008年
7 任伟;钢筋混凝土T梁桥的片材加固机理、设计方法及其应用[D];长安大学;2006年
8 周英武;FRP-高强混凝土梁强度与延性的理论与试验研究[D];大连理工大学;2009年
9 李春良;预应力CFRP加固钢筋砼梁复合结构力学行为分析[D];吉林大学;2008年
10 涂光亚;脱空对钢管混凝土拱桥受力性能影响研究[D];湖南大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姚健鹏;湿热环境下CFL-混凝土界面耐久性实验研究[D];华南理工大学;2012年
2 刘健;双剪下CFRP-混凝土界面力学性能研究[D];华南理工大学;2011年
3 彭国军;考虑骨料形状时混凝土细观结构特性及应用[D];浙江工业大学;2009年
4 李远心;FRP-混凝土界面的受力分析[D];广西科技大学;2013年
5 吴立彬;基于三线性粘结—滑移本构模型的FRP-混凝土界面行为研究[D];暨南大学;2010年
6 李楠;CFRP-混凝土界面剪切性能试验研究[D];东北大学;2008年
7 陈振君;CFRP混凝土组合梁承载力的试验研究[D];沈阳工业大学;2009年
8 丁涛;岩石与混凝土界面断裂特性的试验研究[D];大连理工大学;2013年
9 廖志刚;FRP复合材料与混凝土的粘结性能有限元分析[D];浙江大学;2008年
10 乔冰;氯离子对钢筋腐蚀行为的影响及其缓蚀剂的研究[D];厦门大学;2009年
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