在沙漠地區，采用碳纖維增強復合材料（CFRP）對受損設施加固時，需考慮風沙侵蝕形成的非均勻表面損傷對界面粘結性能的影響，但傳統研究多針對平整CFRP—混凝土界面的理想化條件，難以真實反映沙漠環境下的加固效果。
中國科學院西北生態環境資源研究院等研究團隊，通過不同風沙磨蝕條件模擬、剪切試驗、二維和三維微觀形貌分析，量化了磨蝕后混凝土試件表面粗糙度，揭示了風沙磨蝕對混凝土與CFRP界面粘結性能的影響。
結果表明，風沙磨蝕增加了混凝土表面的粗糙度，提升了CFRP—混凝土的界面極限承載力，相較于未磨試件，最高提升可達31%。當磨蝕時間為8分鐘時，CFRP—風沙磨蝕混凝土試件的界面粘結性能達到最優，其峰值應變、局部最大應力和有效粘結長度分別提升了22%、28%和15.9%。
機制分析表明，風沙磨蝕移除了混凝土表層的水泥漿體并形成錨固坑，為膠粘劑提供了機械咬合力。隨著風沙攻角由30°增長到120°，錨固坑由楔形向反向楔形轉變，試件的界面粘結性能持續提升，局部最大應力最高提升38.7%。
研究還建立了考慮磨蝕損傷效應的界面承載力及粘結—滑移本構模型，為沙漠環境下受損混凝土結構的評估與加固設計提供了科學依據。
相關研究成果以Enhancement and mechanisms of interfacial bonding performance in CFRP reinforced wind-sand eroded concrete為題，發表在Composites Part B: Engineering上。研究工作得到國家自然科學基金等的支持。
