.782 工程科学学报，第43卷.第6期 小幅度较小，而在到达15d和到达28d的减小幅 构服役过程中的各种灾害及环境作用发生劣化， 度基本相似且明显大于到达7d时最大黏结力的 众多科学研究者针对黏结性能劣化，开展了相关 减小幅度 研究，建立了部分黏结性能劣化模型：周子健等1 学者研究了高温下混凝土黏结强度衰减规律，并 50 50.17 50.16 49.54 5029 47.66 建立线性方程形式的劣化模型；王晓璐等学者 49.24 ● 45 ★0Am2 45.58 4331 通过引入折减参数建立了纤维增强复合筋(RP 40 ●1Am2 puoq ▲3Am2 89 筋)与混凝土的黏结强度随温度以指数形式折减 35 ■5Am2 的折减公式.本文通过建立混凝土的黏结强度随 电流联立通电时间递减的三维模型，定量表征电 化学参数对钢筋混凝土黏结强度影响的规律，并 25 269 利用黏结强度折减模型预测分析特定电流密度和 20 0 101520 25 30 通电时间修复后结构黏结性能的劣化情况.部分 Conduction time/d 学者针对电化学修复后钢筋混凝土黏结性能劣化 因7不同通电时间下的最大黏结力 问题，建立了电通量Q(即电流密度1×通电时间) Fig.7 Maximum bond force under different conduction times 作为唯一控制变量的黏结性能预测模型，基于本 图8为试件在相同电流密度的不同通电时间 文实验结果及其他文献的实验结果，发现利用单 作用下，钢筋混凝土最大黏结力的损失情况，可以 一电通量来分析黏结性能的损失会产生较大误 发现黏结力损失量在电流密度恒定的情况下，随 差.故本文通过考虑电流密度和通电时间两个单 通电时间增加而增加，在通电时间为7d时黏结力 独变量来建立黏结强度劣化模型，其中对比一变 的损失程度均较小.电流密度较小时(1Am2),损 量恒定，而另一变量的变化规律，发现除去电通量 失量在长通电情况下也较小，即使通电28d黏结 值较小的实验组，电流密度和通电时间的变化都 力损失量也未超过6%，此时随着通电时间的增 将引起最大黏结荷载损失量的指数增长，故将以 加，损失量类似线性增加.然而在大电流密度情况 I和1的指数乘积函数作为模型主体项，同时考虑 下(5Am2),通电7d时最大黏结力损失量还较小， 电量Q作为辅助项以调整模型在通电电流密度或 但当通电时间增加到15d时黏结力损失量快速上 通电时间较小时（即Q较小时）模型的准确性，拟 升至22.6%，此处有一个变化率的突增.综上所述， 合公式如下： 除去通电时间为7d的三组试件，黏结力损失量随 通电时间这一变量增加，接近线性增长形式， K=1-0.001x26×5-0.02xix05×传- (1) 60 -■-1Am2 式中：K为折减系数，表示通电后钢筋混凝土的剩 50 -●-3Am2 56.86% ▲-5Am-2 余黏结力与未通电钢筋混凝土黏结力的比值：ⅰ为 740 电流密度，Am2:t为通电时间，d 色30 通过MATLAB软件，编写模型程序，绘制得 到不同电化学参数对应的钢筋混凝土黏结强度的 20 ▲22.64% 品 13.87% 二维和三维折减模型，如图9、10和11所示.将本 2.08% 9.36% 一容 10 0.25% 5.22% 文实验所得的27组实验数据与折减模型模拟值 0.23% 149% 一南一 对比，发现本文提出的模型与实验结果有较好的 5 10 15 20 25 30 Conduction time/d 一致性，相关系数达0.9606，并将本文模型与其他 图8不同通电时间下最大黏结力损失量 文献的实验数据进行对比，如图9和11所示，也呈 Fig.8 Maximum bond force loss amount under different conduction 现出较好的一致性，相关系数达0.9745.图11为 times 二维表现的折减模型，更直观地反映出模拟值与 2.3内含电化学参数的钢筋混凝土黏结强度模型 实验值吻合良好 钢筋混凝土黏结性能是影响混凝土构件的破 表4为模拟值和实验值的对比，可以从表中看 坏形态、承载能力、裂缝发展、结构变形和结构动 出出现最大误差的实验组为连续通3Am2电流 力响应等力学性能的重要因素，黏结性能随着结 42d的实验组，最大值误差值为9.7%.21组对比中小幅度较小，而在到达 15 d 和到达 28 d 的减小幅 度基本相似且明显大于到达 7 d 时最大黏结力的 减小幅度. 0 5 10 15 20 25 30 20 25 30 35 40 45 50 49.24 50.16 Maximum bond force/kN Conduction time/d 0 A·m−2 1 A·m−2 3 A·m−2 5 A·m−2 47.66 43.31 21.69 38.9 45.58 50.17 50.29 49.54 图 7    不同通电时间下的最大黏结力 Fig.7    Maximum bond force under different conduction times 图 8 为试件在相同电流密度的不同通电时间 作用下，钢筋混凝土最大黏结力的损失情况，可以 发现黏结力损失量在电流密度恒定的情况下，随 通电时间增加而增加，在通电时间为 7 d 时黏结力 的损失程度均较小. 电流密度较小时（1 A·m–2），损 失量在长通电情况下也较小，即使通电 28 d 黏结 力损失量也未超过 6%，此时随着通电时间的增 加，损失量类似线性增加. 然而在大电流密度情况 下（5 A·m–2），通电 7 d 时最大黏结力损失量还较小， 但当通电时间增加到 15 d 时黏结力损失量快速上 升至 22.6%，此处有一个变化率的突增. 综上所述， 除去通电时间为 7 d 的三组试件，黏结力损失量随 通电时间这一变量增加，接近线性增长形式. 0 5 10 15 20 25 30 0 10 20 30 40 50 60 Bond force loss/ % Conduction time/d 1 A·m−2 3 A·m−2 5 A·m−2 56.86% 13.87% 5.22% 22.64% 9.36% 1.49% 2.08% 0.25% 0.23% 图 8    不同通电时间下最大黏结力损失量 Fig.8     Maximum  bond  force  loss  amount  under  different  conduction times 2.3    内含电化学参数的钢筋混凝土黏结强度模型 钢筋混凝土黏结性能是影响混凝土构件的破 坏形态、承载能力、裂缝发展、结构变形和结构动 力响应等力学性能的重要因素，黏结性能随着结 构服役过程中的各种灾害及环境作用发生劣化， 众多科学研究者针对黏结性能劣化，开展了相关 研究，建立了部分黏结性能劣化模型：周子健等[23] 学者研究了高温下混凝土黏结强度衰减规律，并 建立线性方程形式的劣化模型；王晓璐等[24] 学者 通过引入折减参数建立了纤维增强复合筋（FRP 筋）与混凝土的黏结强度随温度以指数形式折减 的折减公式. 本文通过建立混凝土的黏结强度随 电流联立通电时间递减的三维模型，定量表征电 化学参数对钢筋混凝土黏结强度影响的规律，并 利用黏结强度折减模型预测分析特定电流密度和 通电时间修复后结构黏结性能的劣化情况. 部分 学者针对电化学修复后钢筋混凝土黏结性能劣化 问题，建立了电通量 Q（即电流密度 I×通电时间 t） 作为唯一控制变量的黏结性能预测模型，基于本 文实验结果及其他文献的实验结果，发现利用单 一电通量来分析黏结性能的损失会产生较大误 差. 故本文通过考虑电流密度和通电时间两个单 独变量来建立黏结强度劣化模型，其中对比一变 量恒定，而另一变量的变化规律，发现除去电通量 值较小的实验组，电流密度和通电时间的变化都 将引起最大黏结荷载损失量的指数增长，故将以 I 和 t 的指数乘积函数作为模型主体项，同时考虑 电量 Q 作为辅助项以调整模型在通电电流密度或 通电时间较小时（即 Q 较小时）模型的准确性，拟 合公式如下： K = 1−0.0001×i 2.6 ×t 1.3 −0.002×(i×t) 0.3 × ( t 3 −i ) （1） 式中：K 为折减系数，表示通电后钢筋混凝土的剩 余黏结力与未通电钢筋混凝土黏结力的比值；i 为 电流密度，A·m–2 ；t 为通电时间，d. 通过 MATLAB 软件，编写模型程序，绘制得 到不同电化学参数对应的钢筋混凝土黏结强度的 二维和三维折减模型，如图 9、10 和 11 所示. 将本 文实验所得的 27 组实验数据与折减模型模拟值 对比，发现本文提出的模型与实验结果有较好的 一致性，相关系数达 0.9606，并将本文模型与其他 文献的实验数据进行对比，如图 9 和 11 所示，也呈 现出较好的一致性，相关系数达 0.9745. 图 11 为 二维表现的折减模型，更直观地反映出模拟值与 实验值吻合良好. 表 4 为模拟值和实验值的对比，可以从表中看 出出现最大误差的实验组为连续通 3 A·m– 2 电流 42 d 的实验组，最大值误差值为 9.7%，21 组对比中 · 782 · 工程科学学报，第 43 卷，第 6 期