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超高韧性水泥基复合材料(Ultra high toughness cementitious composites,简称UHTCC)是一种具有显著的应变硬化和多缝开裂特征的水泥基材料,将其作为加固材料应用于混凝土结构中,能够使原有构件的承载力、抗裂性能和耐久性得到显著提升。本文通过试验、理论计算和数值模拟研究了 UHTCC加固混凝土构件的承载力性能。具体研究内容总结如下:(1)基于ABAQUS有限元软件的损伤塑性模型,建立UHTCC的本构模型及参数确定方法。建立UHTCC受压试验、受拉试验和UHTCC/混凝土复合梁受弯试验的有限元计算模型并进行数值模拟,计算结果与试验结果对比较为吻合。数值模拟结果展示了复合梁中UHTCC和混凝土的不同的损伤和开裂发展过程,说明了 UHTCC使裂缝无害化分散以及控制裂缝扩展的特点。(2)针对加固钢筋UHTCC/混凝土复合梁受弯性能进行理论公式推导,开展了不同UHTCC加固方式下构件抗弯试验。试验表明采用UHTCC加固复合梁可以提高复合梁的极限荷载,随着加固配筋率的提升,极限承载力也随之提高;当加固配筋量较大时,UHTCC和混凝土界面发生破坏导致复合梁提前失去承载能力。通过复合梁受弯试验结果和计算值的对比,验证了计算方法合理性。(3)对UHTCC加固压弯、拉弯作用下混凝土构件的承载性能进行理论计算分析。结合典型混凝土面板堆石坝工程实例,采用不同厚度的UHTCC对面板进行加固,对不同工况下的混凝土面板进行数值模拟。数值计算结果表明,随着UHTCC加固层厚度的增加,拉弯区面板的承载性能提高,面板的变形和损伤区域减小,且通过理论计算方法与数值模拟所得结果的偏差在合理范围内。(4)对形状记忆合金/UHTCC复合结构开展四点弯曲试验,试验结果表明,形状记忆合金能够提升UHTCC薄板试件受弯承载力,复合结构在经过热处理后,跨中挠度有所减小,裂缝宽度减小,且增大合金量、对合金施加预应力等措施能够提升复合结构的恢复驱动效果。