臺灣博碩士論文加值系統

在一般的混凝土結構物使用複材補強的分析中，通常是假設複合材料良好地黏結於混凝土表面的情況下來進行補強效果的分析與預測。在這個假設條件之下，複材能夠完全發揮其應有的強度。但在實際的現場施工情況下，由於環境因素、施工品質的影響，複合材料貼片與混凝土界面的黏結情形並未如預期般的良好，使得補強的分析與預測較不準確。因此，在補強分析中，界面黏結強度是一項不容忽視的問題。
本研究主要是經由界面黏著強度的理論分析，配合剝離試驗（Peel test）來求出界面破壞時的界面破壞能G（能量釋放率）（Energy Release Rate），進一步更可以利用剝離角度算出 、 的比值，分別求出 與 。並利用自行設計的雙L型樑試驗（Double L-beam test）以及John D. Barger的Mixed mode試驗（本研究中將此試驗稱為倒雙L型樑試驗），測量界面剝離的臨界剝離力，來驗證剝離試驗的結果。經由有限元素法分析，求出臨界破壞能G，以及 、 ，比較程式分析所得的雙L型樑試驗及倒雙L型樑試驗的破壞能結果與剝離試驗的破壞能結果三者之間的關係。

In the analysis of the concrete structure which is strength by F.R.P. ,we usually assume that the F.R.P. is bonded well to the surface of concrete. In this condition, the F.R.P. acts very well. But, on the effect of environment and working quality, the F.R.P. did not bonded well enough to the surface of concrete, which leads the analysis does not precisely. Thus, the bonded strength of the interface between F.R.P. and concrete is not neglectable.
In this study, we want to measure the Energy Release Rate (G) by the analysis of bond strength of the interface between F.R.P. and concrete, and the result of Peel test. Moreover, we can have the ratio of 、 by the peel angle and we can also have and . We use the Double L-beam test and the mixed mode test of John D. Barger to measure the critical peel force in order to prove the result of Peel test. Compare the Energy Release Rate (G) and 、 of Double L-beam test and Peel test, which are analysis by F.E.M..

第一章 緒論……………………………………………………………….1
1-1 研究動機………………………………………………………………1
1-2 研究目的………………………………………………………………2
1-3 研究內容………………………………………………………………2
1-4 文獻回顧………………………………………………………………3
第二章 理論分析………………………………………………………….7
2-1 破壞力學在裂縫分析的基本概念……………………………………7
2-1-1 裂縫尖端應力場…………………………………………………7
2-1-2 Mixed mode 之裂縫尖端應力場………………………………11
2-2 剝離試驗之界面破壞能理論………………………………………..12
2-3 Double L-beam Test之理論基礎……………………………………15
第三章 試驗項目………………………………………………………...21
3-1 Peel test簡介及裝置介紹…………………………………………....21
3-1-1 Peel Test簡介…………………………………………………....21
3-1-2 Peel Test裝置介紹……………………………………………....22
3-1-3 Peel Test之MTS儀器設定……………………………………..24
3-2 Double L-beam Test簡介及裝置介紹……………………………….24
3-2-1 Double L-beam Test簡介……………………………………...….24
3-2-2 Double L-beam Test 裝置介紹…………………………………...25
3-2-3 Double L-beam Test 之MTS儀器設定………………………..26
3-3 倒雙L型樑試驗簡介及裝置介紹…………………………………..27
3-3-1 倒雙L型樑試驗簡介…………………………………………..27
3-3-2 倒雙L型樑試驗之MTS儀器設定……………………………28
3-4 試體製作……………………………………………………………..28
3-4-1混凝土板製作……………………………………………………..28
3-4-2 混凝土抗壓試驗…………………………………………………29
3-4-3 剝離試驗試體製作………………………………………………29
3-4-4 雙L型樑試體製作…………………………………………….…30
3-5 剝離試驗（Peel test）……………………………………………….31
3-6 雙L型樑試驗（Double L-beam Test）…………………………….32
3-7 倒雙L型樑試驗……………………………………………………33
3-8 試體規劃…………………………………………………….………34
3-8-1 剝離試驗試體規劃………………………………………………34
3-8-2 雙L型樑試驗試體規劃……………………………………….34
3-8-3 倒雙L型樑試驗試體規劃…………………………………….35
第四章 試驗結果………………………………………………………..39
4-1 材料試驗結果……………………………………………………….39
4-2 剝離試驗結果…………………………………………………….…40
4-2-1 剝離試驗結果…………………………………………………..40
4-2-2 相對溼度100﹪養護下之剝離試驗結果……………………...41
4-3 Double L-beam Test結果……………………………………………41
4-3-1 Double L-beam Test試驗結果………………………………….41
4-3-2 溼度100﹪養護下之雙L型樑試驗結果……………..………..42
4-4 倒雙L型樑試驗結果……………………………………………..…43
4-4-1 倒雙L型樑試驗結果…………………………………………..43
4-4-2 溼度100﹪養護下之倒雙L型樑試驗結果………………..….44
第五章 結論與建議…………………………………………………...…65

參 考 文 獻
【1】 林逸英，「以剝離試驗測量混凝土與複材貼片間界面黏結強度」，
逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文，2001。
【2】 吳岱祐，「混凝土樑應用玻璃纖維加勁複材布補強之研究」，逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文，2000。
【3】 李宗澤，「複合材料與混凝土間界面黏結強度之測定」，逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文，2000。
【4】 A.G. Evans, B.J. Dalgleish, M. He and J.W. Hutchinson, ”On Crack Path Selection and the Interface Fracture Energy in Bi-Material Systems”, Acta Metallurgica, Vol. 37, No. 12 1989,pp. 3249-3254.
【5】 Griffith, A.A., The phenomena of rupture and flow in solids, Phil. Trans. Roy. Soc. of London, A 221（1921）pp. 163-197
【6】 Griffith, A.A., The theory of rupture, Proc. 1st Int. Congress Appl. Mech., （1924）pp. 55-63. Biezeno and Burgers ed. Waltman（1925）
【7】 Irwin, G.R., Fracture, Handbuch der Physik, Vol. Ⅵ, pp.551-590, Springer（1958）
【8】 Björn Täljsten, ”Strengthening of beams by plate bonding”, Journal of Materials in Civil Engineering, November 1997, pp. 206-212.
【9】 A.J. Kinloch, Adhesion and Adhesives: Science and Technology. Chapman and Hall, London, UK (1987).
【10】 A.G. Evans, B.J. Dalgleish, M. He and J.W. Hutchinson, ”On Crack Path Selection and the Interface Fracture Energy in Bi-Material Systems”, Acta Metallurgica, Vol. 37, No. 12 1989,pp. 3249-3254.
【11】 J.W. Hutchinson, M.E. Mear, J.R. Rice, ”Crack paralleling an interface between dissimilar”, Transactions of the ASME, Vol. 54, December 1987, pp. 828-832.
【12】 J.G. Williams, ”On the calculation of energy release rates for
cracked laminates”, International Journal of Fracture, Vol. 36, 1988, pp. 101-119.
【13】 K-S. Kim and N. Aravas, ”Elastoplastic analysis of the peel test”, Int. J. Solids Structures Vol. 24, No. 4 1988, pp. 417-435.
【14】 Ming Xie and V.M. Karbhari ,”Peel test for characterization of polymer composite/concrete interface”, Journal of Composite Material, Vol. 32, No. 21 1998, pp. 1894-1913.
【15】 V.M. Karbhari, M. Engineer, ”Investigation of bond between concrete and composites: Use of a peel test”, Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol.15, February 1996, pp. 208-227.
【16】 V.M. Karbhari, M. Engineer, D.A. Eckel II, ”On the durability of
composite rehabilitaion schemes for concrete: use of a peel test”, Journal of Materials Science, Vol. 32, 1997, pp. 147-156.
【17】 John D. Barger ”Effect of Aging on Bond Between FRP and
Concrete”, West Virginia University In Partial Fulfillment of the Requirements for The Degree of Master of science, 2000