外套方钢管夹层混凝土加固CFST柱界面黏结性能研究
来源：中国血液净化杂志2025年第5期北京时间：
作者：卢亦焱, 李帅龙, 刘真真, 颜宇鸿, 张宏
单位：武汉大学 土木建筑工程学院，湖北 武汉 430072
摘要：<p>外套钢管夹层混凝土加固技术是一种利用组合结构性能优势的新型加固技术，用其对既有钢管混凝土（CFST）柱进行加固，可形成性能优异的新型钢-混凝土组合结构，快速、可控地提升既有CFST柱的受力性能。钢-混凝土界面黏结性能是保证该组合结构各组成部分协同工作的基础。对16根无初始应力的外套方钢管夹层混凝土加固CFST柱进行界面推出试验，研究了外套钢管与夹层混凝土界面To、原柱钢管与夹层混凝土界面Ti的黏结性能。研究发现：To、Ti界面试件的荷载-滑移曲线特征相似，根据曲线特征将其划分为胶结段、滑移段与摩擦段3个阶段，其中相对滑移从界面层的剪切变形过渡至界面的微动与滑动，损伤过程经历微裂缝产生与发展、微凸体挤压与断裂、混凝土磨损与沉积，化学胶结力、机械咬合力和滑动摩擦力依次发挥主要作用。研究结果表明：To界面黏结损伤发展更晚，耗能能力更强，咬合强度<i>τ</i><sub>w</sub>和摩擦强度<i>τ</i><sub>f</sub>更低；夹层混凝土自应力可以增大弹性黏结抗剪刚度<i>K</i><sub>s,e</sub>，加快Ti界面的黏结损伤发展，增强耗能能力，提高<i>τ</i><sub>f</sub>；夹层混凝土强度由C50提高至C60和C70，<i>K</i><sub>s,e</sub>提高23.6%和69.9%，黏结损伤发展加快，<i>τ</i><sub>w</sub>提高28.3%和27.8%，<i>τ</i><sub>f</sub>提高13.0%和22.6%；外套钢管壁厚由3.5 mm增大至4.5、5.5 mm，<i>K</i><sub>s,e</sub>提高10.8%和65.6%，耗能能力增强，<i>τ</i><sub>f</sub>提高34.5%和72.9%。在此基础上，提出了黏结滑移本构关系模型，且模型计算结果与试验结果吻合良好。</p>
关键词：桥梁工程,界面黏结性能,理论研究,外套钢管夹层混凝土加固,黏结滑移本构
