以再生粗骨料和机制砂作为粗、细骨料替代天然骨料配制混凝土,既能在一定程度上缓解天然砂石资源日渐枯竭与工程建设需求日益增长的矛盾,解决天然河砂过度开采所引发的环境问题,又能妥善处理废弃混凝土,避免其占用土地、污染环境的同时实现建筑废物资源的再生利用,符合绿色环保、可持续发展的理念。钢管混凝土结构具有承载力高、抗震性好、耐火性好、施工简便和经济效益好等众多优点,在结构工程中应用优势尤其突出。目前机制砂再生粗骨料混凝土多用于非承重构件,在结构工程中应用甚少。本文将机制砂再生粗骨料混凝土浇灌于方钢管内形成新型组合结构——方钢管机制砂再生粗骨料混凝土,为拓展机制砂再生粗骨料混凝土在结构工程中的应用开辟新途径,具有广泛的应用前景。国内外关于钢管混凝土粘结性能的试验研究很多,但多数是围绕普通钢管混凝土开展的,而方钢管机制砂再生粗骨料混凝土粘结性能的研究尚未见报道。本文制作了192个机制砂再生粗骨料混凝土标准立方体抗压试件和12个天然砂再生粗骨料混凝土标准立方体抗压试件,以水灰比、细骨料类型和石粉含量为考察因素,着重研究了各因素对机制砂再生粗骨料混凝土抗压强度的影响规律,并建立了机制砂再生粗骨料混凝土抗压强度与水灰比、石粉含量的关系模型。同时,制作了32根方钢管机制砂再生粗骨料混凝土推出试件和16根方钢管天然砂再生粗骨料混凝土推出试件,以混凝土强度、宽厚比、机制砂原料形态(石灰石/卵石)和石粉含量为考察因素,研究各因素对推出试件界面粘结强度的影响。主要研究内容如下:(1)通过推出试验得到各试件的荷载-滑移曲线(P-S曲线),并分析归纳P-S曲线的形状特征。(2)通过在方钢管纵向均布应变片和位移传感器测得试验过程中方钢管应变和方钢管与混凝土的相对滑移,分析应变沿方钢管高度方向的分布规律,并根据其与粘结应力在数学上的微分关系,得出粘结应力纵向分布规律。(3)研究混凝土强度、宽厚比对方钢管天然砂再生粗骨料混凝土界面粘结强度的影响。(4)研究混凝土强度、宽厚比、机制砂原料形态和石粉含量对方钢管机制砂再生粗骨料混凝土界面粘结强度的影响。(5)分析方钢管机制砂再生粗骨料混凝土和方钢管天然砂再生粗骨料混凝土自由端的平均粘结应力-滑移曲线,提出它们的粘结滑移本构模型并验证合理性。同时引入与滑移有关的位置函数F(x)和与粘结应力有关的位置函数G(x),建立考虑位置变化的粘结滑移本构关系。