張 艷 波

(同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092)

鋼筋混凝土粘結(jié)-滑移率敏感性研究進(jìn)展

張 艷 波

(同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院，上海 200092)

總結(jié)了國內(nèi)外大量有關(guān)鋼筋混凝土粘結(jié)應(yīng)力-滑移性能率敏感性研究的文獻(xiàn)，系統(tǒng)地介紹和分析了試驗(yàn)研究領(lǐng)域內(nèi)鋼筋混凝土粘結(jié)性能率敏感性研究的成果。在此基礎(chǔ)上，針對鋼筋混凝土粘結(jié)應(yīng)力-滑移性能率敏感性研究中的一些基本問題，提出了開展進(jìn)一步研究工作的方向，以求更好的理解和掌握粘結(jié)應(yīng)力-滑移性能。此外，還介紹了目前用于動力試驗(yàn)研究的3種試驗(yàn)裝置。

加載速率；粘結(jié)應(yīng)力-滑移；粘結(jié)性能；率敏感性；試驗(yàn)裝置

0 引言

粘結(jié)應(yīng)力-滑移本構(gòu)方程是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)理論基本方程之一。通過粘結(jié)作用，可以實(shí)現(xiàn)鋼筋和混凝土之間的荷載傳遞和協(xié)調(diào)變形。粘結(jié)性能的退化和喪失必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的降低甚至破壞[1]。粘結(jié)應(yīng)力-滑移性能對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力、鋼筋錨固或搭接、裂縫寬度和間距、節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動等計算有重要影響[2]。我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010[3]也明確規(guī)定：某些變形較大的構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)進(jìn)行局部精細(xì)分析時，宜考慮鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系，并給出了鋼筋與混凝土的粘結(jié)應(yīng)力-滑移本構(gòu)關(guān)系的分段式方程，為結(jié)構(gòu)大變形時進(jìn)行更精確的分析提供了界面粘結(jié)-滑移參數(shù)。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在其服役期內(nèi)，除承受靜荷載外，不可避免地遭遇地震荷載、爆炸、沖擊等動力作用，特別是核電站、海岸工程、公路柵欄等結(jié)構(gòu)。此時，結(jié)構(gòu)往往在很短的時間內(nèi)就進(jìn)入非線性階段，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的應(yīng)變率很大，結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)與靜荷載下有很大不同。傳統(tǒng)的線彈性設(shè)計分析方法受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，這促使了結(jié)構(gòu)非線性分析理論的發(fā)展。

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析的核心問題是本構(gòu)的研究?；炷恋亩噍S動力本構(gòu)關(guān)系及其破壞準(zhǔn)則和動力荷載下鋼筋與混凝土之間粘結(jié)應(yīng)力-滑移本構(gòu)關(guān)系是結(jié)構(gòu)非線性分析的兩大難點(diǎn)。在用有限元軟件進(jìn)行精細(xì)的結(jié)構(gòu)非線性分析時，也需要確定鋼筋與混凝土界面粘結(jié)-滑移參數(shù)，因?yàn)榉蔷€性分析中鋼筋混凝土單元剛度矩陣與粘結(jié)性能密切相關(guān)[4]?？梢姡瑒恿φ辰Y(jié)-滑移本構(gòu)方程的研究是進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性分析的重要環(huán)節(jié)之一。

動力荷載下粘結(jié)性能的研究主要可以劃分為2個方面：(1)單調(diào)荷載下，加載速率對粘結(jié)性能的影響；(2)反復(fù)和重復(fù)荷載下，粘結(jié)性能的損傷退化研究。國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對后者進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究和理論分析，并取得了豐碩的成果，但是關(guān)于粘結(jié)性能加載速率敏感性研究的文獻(xiàn)，相對來說還比較少[1]。由于試驗(yàn)條件的不同、影響因素的多樣性、粘結(jié)機(jī)理的復(fù)雜性等原因，粘結(jié)滑移性能的率相關(guān)性研究至今仍沒有一個公認(rèn)的研究成果。

隨著鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)非線性分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件的發(fā)展，對結(jié)構(gòu)分析的要求越來越高，特別是進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，粘結(jié)應(yīng)力-滑移力學(xué)參數(shù)已經(jīng)成為結(jié)構(gòu)設(shè)計中的瓶頸，制約了結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計理論的發(fā)展[5]。因此，充分認(rèn)識粘結(jié)應(yīng)力-滑移性能的率敏感性，建立動力粘結(jié)強(qiáng)度和粘結(jié)-滑移本構(gòu)方程，對結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計具有重要意義。

1 動力粘結(jié)-滑移試驗(yàn)裝置

由于粘結(jié)機(jī)理的復(fù)雜性、影響因素的多樣性等，從理論上進(jìn)行粘結(jié)-滑移性能的分析難度較大，所以粘結(jié)性能的研究主要集中在試驗(yàn)研究領(lǐng)域，特別是粘結(jié)性能的率敏感性研究。高加載速率主要通過以下3種試驗(yàn)裝置獲得[6]。

1.1MTS萬能試驗(yàn)機(jī)

MTS萬能試驗(yàn)機(jī)一般用于巖石和混凝土的材性試驗(yàn)，見圖1。通過合理設(shè)計，同樣可以用于動力粘結(jié)試驗(yàn)。萬能試驗(yàn)機(jī)雖然測量精度比較高，但能夠獲得的加載速率一般比較小，以同濟(jì)大學(xué)的MTS815萬能試驗(yàn)機(jī)為例，能夠獲得的加載速率最高為30 mm/s，基本可以實(shí)現(xiàn)地震荷載對應(yīng)的材料應(yīng)變速率。

圖1 萬能試驗(yàn)機(jī)裝置

1.2落錘試驗(yàn)

試驗(yàn)時通過安裝在錘頭的力傳感器測量打擊力，位移則通過安裝在錘頭的加速度傳感器和安裝在底座上的位移傳感器測量，見圖2。應(yīng)當(dāng)指出，落錘試驗(yàn)雖然是一種高速加載試驗(yàn)方法，但是錘頭打擊試件時，由于應(yīng)力波傳播彌散效應(yīng)，試件中的應(yīng)變分布不均勻，試驗(yàn)中位移或應(yīng)變的測量也會有較大的誤差。這種試驗(yàn)方法可以定性地比較動靜荷載下的粘結(jié)應(yīng)力-滑移性能，系統(tǒng)地研究加載速率對粘結(jié)滑移性能的影響時，不容易控制和測量加載速率。

圖2 落錘試驗(yàn)裝置

1.3分離式霍普金森壓桿(SHPB)試驗(yàn)

分離式霍普金森壓桿是一種在動力試驗(yàn)中廣泛應(yīng)用的試驗(yàn)裝置，見圖3。這種裝置利用應(yīng)力波使試件在高應(yīng)變率條件下受力，并采用一維波動理論分析混凝土試件的受力狀態(tài)。很多學(xué)者已經(jīng)將這種試驗(yàn)裝置應(yīng)用于動力粘結(jié)性能的研究。利用這種裝置可以獲得高速加載下拉拔力-滑移關(guān)系全曲線，可以有效地消除應(yīng)力波的彌散效應(yīng)，但是受試驗(yàn)設(shè)備的限制，試件的尺寸一般比較小。

圖3 分離式霍普金森壓桿試驗(yàn)裝置

2 試驗(yàn)研究成果

1962年美國學(xué)者Robert J Hansen[7]等對動荷載下鋼筋與混凝土的粘結(jié)性能進(jìn)行了拉拔試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用圓柱體短錨拉拔試件，螺紋變形鋼筋直徑為12.5 mm，鋼筋位于試件中心，粘結(jié)長度為50 mm。此外混凝土圓柱體中綁扎了螺旋鋼筋，這其實(shí)對混凝土提供了附加的橫向約束，使得粘結(jié)錨固性能比真實(shí)情況提高了。試驗(yàn)結(jié)果表明：光圓鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能對加載速率不敏感，且試件多為鋼筋刮出式破壞；變形鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度在動力荷載下則有明顯提高，并且混凝土的強(qiáng)度越低、鋼筋直徑越小，粘結(jié)強(qiáng)度在動力荷載下提高的幅度越大。

雖然Robert J Hansen得到了變形鋼筋與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度隨加載速率提高而提高的定性結(jié)論，但是對于提高的程度并沒有給出量化的分析，難以在實(shí)際結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計中應(yīng)用。

1982年E Vos和Reinhardt[2,8]通過采用分離式霍普金森壓桿技術(shù)，試驗(yàn)研究了加載速率對鋼筋、預(yù)應(yīng)力絞線與混凝土之間粘結(jié)性能的影響。試驗(yàn)采用短錨拉拔試件，分別取加載速率、混凝土強(qiáng)度和鋼筋類型為研究變量。作者采用了多種加載速率：0.3 MPa/s、80 MPa/s、(2～4)×104MPa/s、(1～1.6)×105MPa/s。這里的加載速率指平均粘結(jié)應(yīng)力的加載速率，由試驗(yàn)數(shù)據(jù)反算得到。試驗(yàn)得到了與Hansen類似的結(jié)論：光圓鋼筋、預(yù)應(yīng)力絞線與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度對加載速率不敏感；隨著加載速率的提高，變形鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度明顯提高，且混凝土強(qiáng)度越低，粘結(jié)強(qiáng)度隨加載速率提高的幅度越大。

通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，E Vos給出了考慮加載速率影響的粘結(jié)強(qiáng)度表達(dá)式：

(1)

(2)

1992、1994年Cheng Yan[9,10]等通過落錘試驗(yàn)研究了沖擊荷載下鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)性能。試件尺寸為152.4 mm×152.4 mm×63.5 mm，直徑為11.3 mm的鋼筋位于試件中心，粘結(jié)長度為63.5 mm。為了防止發(fā)生劈裂破壞，粘結(jié)區(qū)段內(nèi)設(shè)置了2個螺旋箍筋，直徑分別為63.5 mm和127 mm。為了更加精確的分析鋼筋受力與粘結(jié)應(yīng)力，在粘結(jié)區(qū)段的鋼筋上開槽貼應(yīng)變片。在給定的3種加載速率下，粘結(jié)強(qiáng)度隨著加載速率的提高而提高，提高的幅度為30%～50%；加載速率提高時，粘結(jié)區(qū)段的粘結(jié)應(yīng)力分布變得越不均勻。

與以往很多研究者得到的結(jié)論不同，本試驗(yàn)結(jié)果表明，較普通混凝土而言，高強(qiáng)混凝土對粘結(jié)性能的率敏感性影響更大。

2001年洪小健[11,12]等進(jìn)行了加載速率對銹蝕鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)采用半梁式構(gòu)件，構(gòu)件長320 mm，截面寬度150 mm、截面高度250 mm，內(nèi)部實(shí)際粘結(jié)錨固區(qū)長度為120 mm，鋼筋內(nèi)部貼片處理。采用3種不同加載速率：10 kN/min、50 kN/s、500 kN/s。動荷載作用下，粘結(jié)破壞具有瞬時性，一般在0.1-1 s，破壞形態(tài)的一個顯著特點(diǎn)是構(gòu)件表面裂縫寬度較靜載細(xì)窄，且加載速率越大裂縫越窄。試驗(yàn)結(jié)果表明，粘結(jié)強(qiáng)度隨加載速率提高而提高，洪小健將這一現(xiàn)象歸因于以下兩點(diǎn)：(1)混凝土材料的動力特性；(2)應(yīng)變滯后效應(yīng)。

洪小健在對試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析的基礎(chǔ)上，給出了考慮銹蝕率、加載速率影響的極限粘結(jié)強(qiáng)度表達(dá)式：

(3)

2003年Weathersby[13]試驗(yàn)研究了加載速率、橫向約束、鋼筋直徑和外形對鋼筋混凝土粘結(jié)性能的影響。試驗(yàn)采用圓柱體拉拔試件，粘結(jié)長度為254 mm，保護(hù)層厚度為127 mm和254 mm。鋼筋直徑為16 mm和20 mm。試驗(yàn)表明，對于所有的試件，破壞荷載均隨加載速率的提高而提高，鋼筋直徑、外形及保護(hù)層等條件的不同，動峰值荷載較靜力荷載提高的幅度也不同，從70%到100%不等。

2010年George[14]等采用分離式霍普金森壓桿技術(shù)，進(jìn)行了加載速率對鋼筋與混凝土粘結(jié)性能的試驗(yàn)研究。試件的尺寸符合RILEM規(guī)范，圓柱體試件的直徑為D=100 mm，鋼筋直徑為d=20 mm，屈服強(qiáng)度和極限強(qiáng)度分別為885 MPa和1 080 MPa?；炷翉?qiáng)度等級為C30/50。粘結(jié)長度分別為100 mm和200 mm。為了消除端部效應(yīng)，兩端各用50 mm長的PVC套管將鋼筋和混凝土隔離開來，形成無粘結(jié)區(qū)。加載速率估計在100～250 MN/s。

試驗(yàn)得到了靜力及動力荷載下拉拔力-滑移關(guān)系全曲線。試件主要有2種破壞形態(tài)：混凝土劈裂破壞和鋼筋拔出破壞。由全曲線可以看出：動力拉拔荷載-位移曲線均位于對應(yīng)的靜力曲線之上，這說明粘結(jié)性能隨著加載速率的提高而有所提高，在給定試驗(yàn)條件下，對于無約束試件，動力粘結(jié)強(qiáng)度可以提高90%以上，且混凝土強(qiáng)度越低，粘結(jié)強(qiáng)度提高的幅度越大。

河海大學(xué)的鄭曉燕[15～17]等通過不同頻率的三角波加載，試驗(yàn)研究了加載速率、銹蝕程度、錨固長度等對鋼筋與混凝土之間動態(tài)粘結(jié)滑移性能的影響，初步探究了動荷載下銹蝕鋼筋與混凝土的粘結(jié)機(jī)理，同樣得到粘結(jié)應(yīng)力隨加載速率提高而提高的結(jié)論，另外還指出粘結(jié)剛度也有所提高，粘結(jié)應(yīng)力分布變得更不均勻。

2012年Dongming Yan[18]等通過拉拔試驗(yàn)專門研究了加載速率對鋼筋與普通混凝土之間粘結(jié)性能的影響。試件采用32.5R級波特蘭水泥，混凝土抗壓強(qiáng)度為35.9 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差為1.52 MPa。采用圓柱體短錨試件，直徑為203 mm，高165 mm，真正的粘結(jié)長度為63.5 mm。鋼筋直徑為15.9 mm。受試驗(yàn)機(jī)加載能力的限制，試驗(yàn)采用了4種位移加載速率：0.254 mm/min、2.54 mm/min、25.4mm/min和99.1 mm/min。數(shù)據(jù)采集頻率為250 Hz。

試驗(yàn)得到了不同加載速率下粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系全曲線和峰值荷載-加載速率曲線，如圖4、圖5所示。

圖4 不同加載速率下粘結(jié)-滑移曲線

圖5 峰值荷載-位移對數(shù)關(guān)系曲線

由全曲線可以看出，不同加載速率下曲線的上升段非常接近；峰值拉拔荷載隨著加載速率的提高而有所增大；峰值荷載所對應(yīng)的位移隨加載速率的增大而減小；粘結(jié)能，即力-荷載曲線與橫軸所圍面積，也隨著加載速率的提高而提高，這說明結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耗能性能有所改善。

通過對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，提出了一個峰值荷載-位移對數(shù)的關(guān)系式:

fbond=0.86ln(ε)+21.0

(4)

2013年Wei Yao[19]等采用改進(jìn)的分離式霍普金森壓桿技術(shù)，通過推出試驗(yàn)研究了加載速率和有效粘結(jié)長度對鋼筋與混凝土之間粘結(jié)滑移性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系曲線

顯而易見，隨著加載速率的提高，峰值推出力和粘結(jié)強(qiáng)度均有所提高；峰值荷載所對應(yīng)的滑移也隨加載速率的提高而增大。

2004年M Alavi-Fard[20]等通過一些系列拉拔試驗(yàn)研究了加載速率對鋼筋與高強(qiáng)混凝土間粘結(jié)性能的影響。鋼筋直徑為35 mm，保護(hù)層厚度為105 mm，粘結(jié)長度為100 mm。采用的加載速率分別為0.015 1 mm/min、1.51 mm/min、75 mm/min。試驗(yàn)所得的拉力-滑移荷載全曲線如圖7所示。

圖7 不同加載速率下的粘結(jié)應(yīng)力-滑移曲線

可以看出，不同加載速率下峰值粘結(jié)強(qiáng)度和粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系曲線形狀基本相同；不同加載速率下鋼筋與高強(qiáng)混凝土之間的粘結(jié)強(qiáng)度基本不變，這與大部分的研究成果相左。筆者認(rèn)為，本試驗(yàn)所用混凝土為高強(qiáng)混凝土，而高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度和剛度的率敏感性不如普通混凝土，高強(qiáng)混凝土對粘結(jié)性能影響的率敏感性也不如普通混凝土，所以可能導(dǎo)致在加載速率也不是很大的情況下，粘結(jié)強(qiáng)度提高的幅度不明顯。

此外，一些學(xué)者研究了加載速率對各種纖維與混凝土基體之間粘結(jié)性能的影響。比如，1995年P(guān)acios[21]通過拉拔試驗(yàn)研究了加載速率對纖維和混凝土界面粘結(jié)性能的影響，位移控制加載速率為0.000 13～1 360 mm/s。試驗(yàn)得到了拉拔荷載-滑移關(guān)系全曲線。容易看出，動力荷載下力-滑移曲線均位于靜力曲線之上，峰值拉拔荷載及對應(yīng)的滑移隨加載速率的提高而提高。Dong[22]等、Bindiganavile[23]和Taher[24]等分別通過試驗(yàn)研究了鋼纖維與混凝土之間粘結(jié)性能的率相關(guān)性。三者均采用萬能試驗(yàn)機(jī)位移控制加載，雖然在鋼纖維類型、混凝土強(qiáng)度以及加載速率上不盡相同，但三者均得到了類似的結(jié)論：鋼纖維與混凝土之間的粘結(jié)性能具有明顯的率敏感性，特別是帶肋和扭曲形鋼纖維。Dong還引入了拉拔能的概念來描述加載速率對鋼纖維和混凝土粘結(jié)性能的影響。Bindiganavile特別指出加載速率提高時，峰值荷載對應(yīng)的裂縫寬度有所減小，即粘結(jié)剛度強(qiáng)化。

2006年George[25]等采用霍普金森壓桿技術(shù)，試驗(yàn)研究了動力荷載下植筋與混凝土之間的粘結(jié)性能。結(jié)果表明，動力荷載下鋼筋的錨固力隨著加載速率的提高而提高，在該試驗(yàn)條件下提高約67%。作者將這一現(xiàn)象歸因于鋼筋與混凝土材料的動力特性。另外，國內(nèi)的李艷茹[26～28]等分別通過動力粘結(jié)試驗(yàn)和有限元分析，也同樣得到動力荷載下鋼筋錨固力提高的結(jié)論。

纖維、植筋與混凝土之間動力粘結(jié)性能的研究對于鋼筋混凝土粘結(jié)性能的率敏感性研究具有一定的借鑒意義。

3 粘結(jié)-滑移性能率敏感性研究基本

問題

3.1粘結(jié)強(qiáng)度

粘結(jié)強(qiáng)度是粘結(jié)滑移理論的一個重要概念。粘結(jié)強(qiáng)度直接影響著結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能夠傳遞的最大荷載。上述文獻(xiàn)基本都集中在粘結(jié)強(qiáng)度的研究。由于試驗(yàn)條件的不同，粘結(jié)強(qiáng)度率敏感性程度的離散性很大，但研究者普遍認(rèn)為：對于變形鋼筋，粘結(jié)強(qiáng)度隨著加載速率的提高而提高；混凝土的強(qiáng)度越低，粘結(jié)強(qiáng)度的率敏感性越明顯。個別研究者卻得到了相反的結(jié)論，如M Alavi- Fard[20]等在研究高強(qiáng)混凝土與鋼筋粘結(jié)性能的率敏感性時，就得到加載速率對鋼筋與高強(qiáng)混凝土間粘結(jié)強(qiáng)度影響不大的結(jié)論，Cheng Yan[9,10]等通過試驗(yàn)得到了高強(qiáng)混凝土越高，粘結(jié)性能率敏感性越明顯的結(jié)論等。對此矛盾，需要開展進(jìn)一步深入的研究。

3.2粘結(jié)-滑移本構(gòu)關(guān)系

粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系是粘結(jié)滑移理論核心問題。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性分析、大變形計算以及有限元分析時，都需要知道鋼筋與混凝土界面動力粘結(jié)-滑移參數(shù)。

靜力粘結(jié)-滑移本構(gòu)方程的研究，在試驗(yàn)研究和理論分析方面都取得了很大進(jìn)展。比較典型的如Nilson[29]、Mirza和Houde[30]、Eligehausen[31]等、徐有鄰[32]等在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出了局部粘結(jié)-滑移本構(gòu)方程；Tepfers[33]、高向玲[34]等、Huanzi Wang[35]等從理論分析的角度給出了局部粘結(jié)-滑移本構(gòu)方程。但是對于粘結(jié)應(yīng)力-滑移率本構(gòu)方程的研究至今仍然空白。雖然很多研究者都通過動力粘結(jié)試驗(yàn)得到了粘結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系全曲線，但很少看到研究者對粘結(jié)-滑移率本構(gòu)方程進(jìn)行研究。

混凝土強(qiáng)度是影響粘結(jié)性能的主要因素，進(jìn)行粘結(jié)-滑移率敏感性研究必須考慮混凝土的動力特性。另外，混凝土的率本構(gòu)研究方法對粘結(jié)-滑移率本構(gòu)的研究有一定的借鑒意義。

3.3拉拔能

拉拔能，也稱粘結(jié)能，是描述粘結(jié)性能好壞的一個重要指標(biāo)。拉拔能指拉拔荷載-滑移全曲線與橫軸所圍的面積。Dongming Yan[18]、Dong Joo Kim[22]等都提到了拉拔能的概念。粘結(jié)能的大小，標(biāo)志著結(jié)構(gòu)或構(gòu)件粘結(jié)耗能的大小，粘結(jié)能越大，說明結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可以傳遞更大的荷載，或可以發(fā)生較大的變形，提高了結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的延性。一般認(rèn)為，加載速率提高時，粘結(jié)剛度增大，粘結(jié)-滑移曲線位于對應(yīng)靜力曲線之上，粘結(jié)能增大，而且幅度遠(yuǎn)大于粘結(jié)強(qiáng)度的提高幅度。

影響拉拔能大小的特征值是粘結(jié)強(qiáng)度、粘結(jié)強(qiáng)度對應(yīng)的峰值位移以及粘結(jié)破壞時的滑移值等。大多數(shù)研究者認(rèn)為峰值粘結(jié)應(yīng)力對應(yīng)的滑移隨加載速率的提高而減小，個別研究者卻持相反的觀點(diǎn)[19]，對此也應(yīng)開展進(jìn)一步深入研究。

4 結(jié)論

本文總結(jié)和討論了加載速率對鋼筋與混凝土粘結(jié)性能影響的研究成果，主要得到以下結(jié)論。

(1)目前用于動力粘結(jié)應(yīng)力-滑移性能研究的試驗(yàn)裝置有：伺服萬能試驗(yàn)機(jī)(MTS)、落錘試驗(yàn)機(jī)(Drop Weight Test)以及分離式霍普金森壓桿(SHPB)試驗(yàn)裝置。

(2)鋼筋混凝土粘結(jié)應(yīng)力-滑移性能具有明顯的率敏感性：粘結(jié)強(qiáng)度隨加載速率提高而提高，混凝土強(qiáng)度越低，粘結(jié)性能的率敏感性越強(qiáng)。

(3)為了更好的研究粘結(jié)-滑移率敏感性，建議考慮鋼筋和混凝土材料的率本構(gòu)關(guān)系，并開展進(jìn)一步的試驗(yàn)研究和理論分析。

(4)可以嘗試從損傷力學(xué)、斷裂力學(xué)等力學(xué)知識和粘結(jié)能等能量觀點(diǎn)從理論上研究粘結(jié)機(jī)理和粘結(jié)-滑移率敏感性本構(gòu)關(guān)系。

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OverviewofLoadingRateSensitivityoftheBondStress-slipbetweenReinforcingSteelBarsandConcrete

ZHANG Yan-bo

(College of Civil Engineering,Tongji University,Shanghai 200092 PRC)

This article provides a brief summary of a large number of research literature of domestic and foreign about the loading rate sensitivity of bond behavior,systematically introduces and analyzes the research achievements in the field of experimental investigations about dynamic bond behavior.On this basis,with respect to some essential problems in the field of the research of the rate sensitivity of bond behavior,the author puts forward some suggestions on further research and some critical problems that should be paid much more attention to in order to get a better understanding of the effect of loading rate on the bond stress-slip behavior.In addition,this article also introduces three test devices which are widely used in dynamic test to get relatively higher loading rates.

Loading rate,Bond stress-slip,Bond behavior (performance),Rate sensitivity,Test device

2014-02-24;

2014-03-21

張艷波(1987-)，男，河北邯鄲人，碩士研究生，研究方向：鋼筋混凝土粘結(jié)-滑移率敏感性試驗(yàn)研究。

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，國家十二五科技支撐計劃項(xiàng)目(2011BAJ09B03-02)。

1001-3679(2014)02-0215-07

TU313

A