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在修补工程中,新旧混凝土界面是新旧混凝土组合结构的薄弱区域,修补材料早期约束收缩会在界面产生对界面性能不利的应力场,这会影响到结构后期的使用及寿命。超高性能混凝土(UHPC)与普通混凝土界面在早期的约束收缩拉应力分布,拉应力随龄期的增长情况及规律方面的认识还有待深入。高性能混凝土膨胀剂(HCSA)适用于超高性能混凝土,可以有效减小其自由收缩和约束收缩,降低界面约束收缩应力。研究早期UHPC约束收缩在界面产生的应力及其分布,界面应力随时间的变化情况,对保证修补材料界面在早期不约束开裂,了解界面应力变化规律具有重要的实际意义。本文研究了四种HCSA膨胀剂掺量下UHPC的六种力学性能,结合自由收缩和约束收缩,通过理论公式计算得出界面拉应力的分布情况及其早期随时间的变化规律,并通过有限元软件进行分析验证。论文主要工作及研究成果如下:(1)测试获得了HCSA膨胀剂掺量为0%、4%、6%、8%时UHPC在第1、3、7、14、28天龄期时的弹性模量、抗压强度、抗拉强度,并依据以上参数,计算了UHPC的徐变系数、老化系数、应力松弛系数。结果表明HCSA膨胀剂的掺入会使UHPC的抗压强度和老化系数减小,弹性模量增加,抗拉强度提高,应力松弛系数和徐变系数变大。(2)使用非接触式混凝土收缩测量仪和光纤光栅传感器分别测量UHPC在早期28天内的自由收缩和约束收缩。应力计算考虑界面相对滑移和不考虑界面相对滑移两种情况。结果表明HCSA膨胀剂的掺入降低了UHPC自由收缩,约束收缩及自由收缩和约束收缩的差值。UHPC界面约束收缩应变均小于其自由收缩值,为拉应力;上表面处约束收缩应变均大于了自由收缩应变,为压应力。界面中心的约束收缩拉应力最大,越是远离界面中心,约束收缩产生的拉应力就越小。膨胀剂的掺入降低了UHPC开裂的可能性。不考虑界面相对滑移时,界面拉应力与抗拉强度的比值均大于考虑界面相对滑移的比值。考虑界面相对滑移时,比值在第一天内急速增加,2～7天左右增长减缓,随后比值逐渐降低。(3)通过ABAQUS有限元分析软件,收缩采用等效的温度梯度代替收缩梯度,界面采用绑定和界面粘聚力单元两种方法模拟得出有无界面相对滑移两种情况下新旧混凝土界面应力分布。结果表明不考虑界面相对滑移时,界面拉应力分布变化很小,模拟和简化公式计算得出的应力随时间变化规律较吻合,但是界面无滑移计算和模拟不符合界面有滑移的真实情况。考虑界面相对滑移后,界面拉应力沿长度方向分布变化较大,应力从界面中心沿两侧长度方向急剧下降,界面应力的模拟变化规律和考虑相对滑移的公式计算保持一致。