针对碳纤维增强聚合物(CFRP)板的倾斜冲击损伤检测问题,提出用非线性Lamb波响应进行评估,并应用ABAQUS软件中的Explicit模块,通过有限元法建立了CFRP板受到低速冲击以及损伤后的非线性超声检测的全过程仿真模型,通过低速冲击试验和非线性检测试验验证了模型的正确性。利用此模型进一步研究了冲击角度与检测距离对相对非线性系数(RANP)的影响。研究结果表明在一定冲击角度区间中,冲击角度的增加会导致CFRP板吸收能量及分层损伤的减小,并进一步导致了RANP的降低,而RANP与检测距离的变化趋势相一致。

通过三点弯曲试验,并利用CCD相机及数字散斑分析技术研究了CFRP板裂缝扩展至破坏的全过程。结果表明:各因素对试件承载力的影响程度从大到小依次为CFRP板厚、加载速率、裂缝深度、混凝土强度;粘贴CFRP板的高强混凝土试件破坏是由混凝土剪切破坏引起的CFRP板粘贴胶层与混凝土之间的界面剥离破坏,其从裂缝开始扩展到完全破坏的时间明显长于未粘贴CFRP板的试件;黏结界面仍是外粘CFRP板加固高强混凝土构件的薄弱部位。

采用CFRP板对钢筋混凝土少筋梁进行了嵌入式加固,开展了不同加固方式试验梁的抗弯性能实验,分析加固长度、加固层数对加固效果的影响。实验得到了试验梁的荷载-挠度曲线、跨中钢筋荷载-应变曲线以及CFRP板的荷载变形关系,并对试件的破坏形态进行了分析。实验结果表明,嵌入式加固可以很好地提高试件的抗弯承载能力、改变试件的破坏形态,并随着加固材料长度和加固量的增加,加固效果更好。