Page 14 - 2024年第55卷第8期

形能力受到约束，当材料应用场景变形量较大时，网格布纤维过早发生断裂，产生局部缺陷，导致
ＦＢＣ － ＰＵＡ承载力和变形性能不及聚脲涂层，这一现象已在试验和实际工程调研中得到验证。
４．５ ＦＢＣ － ＰＵＡ同 ＦＢＣ － ＰＵ对比 对比 ＦＢＣ － ＰＵＡ模型和 ＦＢＣ － ＰＵ模型计算结果，考察相同的网格布
纤维对不同聚合物基体材料的加强效果，ＦＢＣ － ＰＵＡ模型（模型 ３）采用聚脲材料作为基体材料，ＦＢＣ －
ＰＵ模型（模型 ５）采用聚氨酯作为基体材料，图 １５为 ２个模型的计算结果对比情况。图 １５（ａ）显示了
相较于聚脲和聚氨酯材料，ＦＢＣ － ＰＵＡ和 ＦＢＣ － ＰＵ复合材料的强度变化量，为归一化对比指标，选定
以抗拉强度的变化百分比作为对比指标，对于 ＦＢＣ － ＰＵ模型，强度增幅为 １４％，对于 ＦＢＣ － ＰＵＡ模型，
强度降幅为 ４．７％。显然，采用聚氨酯类低强度材料时，加入网格布纤维可以起到一定的加强效果，
而在强度相对较高的聚脲涂层中设置网格布纤维，反而会降低涂层的强度。图 １５（ｂ）为变形性能变化
情况对比，加入变形能力相对较差的网格布后，聚氨酯和聚脲材料的破坏伸长率均大幅下降，降幅分
别为 ８４．４％、７６．７％。

图 １５ 数值分析结果

５ 工程应用的仿真分析及建议

５．１ 实际工程数值模型 基于上节材料计算结果，建立 ＦＢＣ － ＰＵＡ应用于实际工程时的数值模型，模

型考虑涂层同混凝土基面的粘接，并考察基面开裂时涂层的剥离破坏、撕裂破坏发生情况。此处采用
二维精细化建模方法建立 １０个模型，模型几何尺寸示意图如图 １６所示，整体模型长度 ５００ｍｍ，涂层
厚度为 ４ｍｍ，根据图 １所示网格布纤维密度，设置二维模型厚度为经向纤维间距，即 ０．８９３ｍｍ，各
模型详细信息如表 ３所示。模型所用聚脲材料与上节相同，模型 ５、６中所用聚氨酯材料为文献［２６］
中高密度聚氨酯材料，其强度为 ４．２ＭＰａ，模型 ７、８中所用聚氨酯材料为文献［２６］中低密度聚氨酯材
料，其强度为 ３．０ＭＰａ。模型 １—４用于对比分析当伸长率要求较高时，设置网格布对防渗涂层的影
响；模型 ３—６用于对比考察当基体材料高于或低于网格布时，设置网格布对防渗涂层的影响；模型
５—８用于对比研究当基体材料强度高于或低于界面粘接强度时，设置网格布对防渗涂层的影响；模型

图 １６ 模型示意
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