【摘 要】
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近年来,超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）由于其超高强度、超高耐久性和高韧性等特点;及纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer,FRP）以其比强度高、比模量大、耐久性和抗疲劳好等特点在土木工程领域中得到越来越多的重视。在混凝土的受剪和受弯构件的界面增加FRP型材,不仅能提高构件的强度,还能提高构件的抗疲劳特性。但FRP
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近年来,超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,UHPC）由于其超高强度、超高耐久性和高韧性等特点;及纤维增强聚合物（Fiber Reinforced Polymer,FRP）以其比强度高、比模量大、耐久性和抗疲劳好等特点在土木工程领域中得到越来越多的重视。在混凝土的受剪和受弯构件的界面增加FRP型材,不仅能提高构件的强度,还能提高构件的抗疲劳特性。但FRP-UHPC组合结构的发挥依赖于FRP型材与UHPC的界面连接,因此,为防止FRP-UHPC组合结构界面发生剥离而导致结构产生破坏,有必要对FRP-UHPC组合结构的界面剥离损伤进行实时监测并进行必要的分析。本文将在GFRP-UHPC组合界面抗剪性能试验和GFRP-UHPC组合梁受力性能试验基础上,基于小波能量分析方法,采用主动监测方法,利用压电智能骨料分别对两个试验进行损伤监测和分析,以此来研究FRP-UHPC组合结构中引起的界面剥离问题。主要的研究工作包括以下几个方面:（1）介绍了压电材料以及基于压电材料的结构损伤监测原理与结构健康监测技术,在对国内外基于压电材料结构监测的研究基础上,采用基于能量的小波包分析方法,实现了基于波动法的压电智能骨料监测GFRP-UHPC组合结构界面的损伤监测,并采用损伤指数来描述结构的损伤状态。（2）设计制作了不同界面连接形式的推出试件与梁式试件,界面形式主要有螺栓连接、GFRP永久模板连接、螺栓+环氧树脂连接与螺栓+环氧树脂+GFRP永久模板连接四种,通过压电智能骨料对不同界面形式的监测,以此来判断不同界面形式下的组合结构的界面剥离情况。结果表明:界面形式中有GFRP永久模板的试件,承载能力得到提高,且能较好的抵抗组合结构间的滑移,但其损伤指数相较于螺栓连接的试件小。（3）对GFRP-UHPC组合结构界面抗剪试验在荷载作用下的损伤进行了监测与分析。制作了GFRP-UHPC推出试件,将压电智能骨料外贴于试件的两侧,对其进行单调静力加载。对推出试件的试验现象、破坏模式与监测得到的损伤结果进行对比分析。结果表明:压电智能骨料可以对GFRP-UHPC推出试件进行损伤监测,并对其损伤状况进行判断。（4）对GFRP-UHPC组合梁试验在荷载作用下的损伤进行了监测与分析。设计制作了GFRP-UHPC组合梁试件,将压电智能骨料外贴于试件的上下两端,对其进行四点弯曲试验。通过将采集的数据进行时域分析与频域分析,并将其与试件的裂缝开展进行对比,最终得到试件的损伤指数。结果表明:压电智能骨料可以对GFRP-UHPC组合梁进行损伤监测与损伤判定。以上试验研究表明基于压电智能骨料的GFRP-UHPC组合结构界面损伤监测是可行的。
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