碳纤维增强复合材料(CFRP)具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳、热膨胀系数低及减震性能好等优异性能,但CFRP各向异性、横向抗压强度低的特点限制了其应用。粘结型锚具可最大程度地降低筋材上的损伤,有着广阔的应用前景。然而,在一些跨海大桥和远洋结构中,CFRP筋预应力锚具可能遭受不同温度海水的侵蚀。在循环荷载作用下,树脂基粘结型锚固区中的界面性能和力学性能均可能出现严重下降,而在上述工况下CFRP筋锚固系统疲劳性能的相关成果鲜见。依托国家自然科学基金项目(51508235),本文研究的主要内容及成果如下:1.静载试验研究本文采用质量分数为5%的NaCl溶液模拟海水环境,研究了四种不同湿热条件(23℃盐溶液浸泡30d、23℃盐溶液浸泡60d、50℃盐溶液浸泡30d、50℃盐溶液浸泡60d)下锚固系统的锚固性能。基于测试结果,得出以下结论:(1)CFRP筋粘结型锚具在23℃和50℃盐溶液中的吸水行为基本符合Fick第二定律,基于该定律提出了CFRP筋粘结型锚具极限承载力的预测模型,且该预测模型与试验结果基本一致。(2)随着温度升高或浸泡时间增加,CFRP筋粘结型锚具极限承载力和界面平均抗剪强度均降低,锚固系统的延性和界面性能下降;温度对锚固系统损伤扩展的影响较为显著。2.疲劳试验研究根据静载试验结果,分析了湿度、温度和疲劳应力幅对锚固系统疲劳性能的影响,研究了循环加载过程中系统滑移、刚度、疲劳寿命以及钢套筒应变的变化规律。基于试验结果,得出以下结论:(1)浸泡时间、温度以及疲劳应力幅对锚固系统的疲劳性能有显著影响。长期的盐溶液浸泡使CFRP筋-环氧树脂砂浆界面逐渐失效,在疲劳荷载作用下更容易导致基体开裂或局部脱粘。(2)当最大应力水平为50%、疲劳应力幅值为340MPa时,微结构损伤迅速发展,疲劳寿命相对较低。(3)超常温浸泡对锚固系统损伤更严重:系统滑移减小,初始加载时的刚度显著降低,但最大应力水平为50%、疲劳应力幅值为174MPa时,钢套筒应变仍保持整体稳定。(4)与干燥状态下的锚固系统相比,湿热条件下的锚固系统的疲劳性能严重下降。3.疲劳损伤机理及寿命预测湿热条件下锚固系统的疲劳现象表明,湿度和温度严重影响了树脂基体及CFRP筋-粘结介质界面的性能。在循环荷载作用下,锚固区损伤发展加剧,疲劳性能显著退化。等寿命曲线与S-N曲线相结合可以快速预测锚固系统在不同荷载状况下的疲劳寿命,通过试验修正等寿命曲线的形状参数?以及S-N曲线的斜率b,可评估湿热环境下粘结型锚固系统的疲劳寿命。