| Acknowledgements | 第3-4页 |
| Dedication | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| Contents | 第9-15页 |
| Preface | 第15-17页 |
| Chapter one: Introduction | 第17-35页 |
| 1.1. General | 第17-18页 |
| 1.2. Crack repairing materials | 第18-20页 |
| 1.2.1. Traditional materials | 第18页 |
| 1.2.2. High performance fibre materials | 第18-19页 |
| 1.2.3. Carbon fibre composite materials | 第19-20页 |
| 1.3. Ways of rehabilitation | 第20-21页 |
| 1.3.1. Mechanical riveting | 第20页 |
| 1.3.2. Adhesive bonding | 第20-21页 |
| 1.3.3. Fabric reinforcing and repairing | 第21页 |
| 1.3.4. Laminated composite materials repairing | 第21页 |
| 1.4. The relevant performances and measurements | 第21-23页 |
| 1.4.1. Tensile properties | 第21-22页 |
| 1.4.2. Tensile failure | 第22页 |
| 1.4.3. Measurements and tests | 第22-23页 |
| 1.4.4. Structural performance | 第23页 |
| 1.5. Architectural applications | 第23-24页 |
| 1.5.1. Buildings | 第23-24页 |
| 1.5.2. Bridges and highways | 第24页 |
| 1.5.3. Walls | 第24页 |
| 1.6. Research methodology | 第24-30页 |
| 1.6.1. Materials | 第24页 |
| 1.6.2. Characterization methods | 第24-27页 |
| 1.6.3. Fibre reinforcement materials for composites | 第27-28页 |
| 1.6.4. Repairing engineering | 第28页 |
| 1.6.5. Mechanics and theoretical estimations | 第28页 |
| 1.6.6. Adhesive bonding | 第28-29页 |
| 1.6.7. Fibre composites | 第29-30页 |
| 1.7. Main problems in practice | 第30-33页 |
| 1.7.1. Materials and structure | 第30-31页 |
| 1.7.2. Characterization methods | 第31-32页 |
| 1.7.3. Methods and mechanisms of adhesion | 第32页 |
| 1.7.4. Mechanisms to resist cracking | 第32-33页 |
| 1.8. Purpose and objectives | 第33-35页 |
| 1.8.1. Purpose | 第33页 |
| 1.8.2. Objectives | 第33页 |
| 1.8.3. Research | 第33-35页 |
| Chapter two: Current results and studies on carbon fibre laminated composites for crack repairing | 第35-63页 |
| 2.1. Carbon fibre materials | 第35-39页 |
| 2.1.1. Carbon fibres | 第35-36页 |
| 2.1.2. Carbon fibre composites | 第36-37页 |
| 2.1.3. Tensile properties | 第37页 |
| 2.1.4. Shear properties | 第37-38页 |
| 2.1.5. Fibre /matrix interface | 第38页 |
| 2.1.6. Uni-directional carbon fibre composites | 第38页 |
| 2.1.7. Application of carbon fibre composites | 第38-39页 |
| 2.1.8. Mechanism of failure of composites | 第39页 |
| 2.2. Mechanics of carbon fibre reinforced composites | 第39-43页 |
| 2.2.1. Fundamental models | 第39-41页 |
| 2.2.2. Pure tensile model | 第41-42页 |
| 2.2.3. Pure shearing model | 第42-43页 |
| 2.3. Effect of fibre alignment and stacking sequence on tensile strength | 第43-50页 |
| 2.3.1. Laminated carbon fibre composites | 第43-48页 |
| 2.3.2. Calculation for fibre alignment | 第48-49页 |
| 2.3.3. Effect of stacking sequence on the tensile strength | 第49页 |
| 2.3.4. Effect of fibre volume fraction on the uniaxial tensile strength | 第49-50页 |
| 2.4. Adhesives and adhesive bonding | 第50-54页 |
| 2.4.1. Significance of adhesive bonding | 第50-51页 |
| 2.4.2. Types of bonding joints | 第51-53页 |
| 2.4.3. Polymer matrix materials | 第53页 |
| 2.4.4. Strength and failure modes | 第53-54页 |
| 2.5. Testing of adhesive joints | 第54-57页 |
| 2.5.1. Adhesive joint strength tests | 第54页 |
| 2.5.2. Tensile test | 第54-55页 |
| 2.5.3. Shear test | 第55页 |
| 2.5.4. Peel test | 第55-57页 |
| 2.6. Parameters affecting adhesive joints | 第57-61页 |
| 2.6.1. Surface properties | 第57-58页 |
| 2.6.2. Adhesive properties | 第58页 |
| 2.6.3. Wetting, surface energy, and work of adhesion | 第58-60页 |
| 2.6.4. Factors affecting adhesive joints | 第60-61页 |
| 2.7. Summary | 第61-63页 |
| Chapter three: Materials and experimental methods | 第63-82页 |
| 3.1. Materials | 第63-65页 |
| 3.1.1. Fibres and preforms | 第63-64页 |
| 3.1.2. The matrix material and composite fabrication | 第64-65页 |
| 3.1.3. Sand and cement materials | 第65页 |
| 3.2. Sample preparation | 第65-67页 |
| 3.2.1. Sample sizes and numbers | 第65-66页 |
| 3.2.2. Single and angle-ply laminated UD materials | 第66页 |
| 3.2.3. Cement-sand mixture treatment | 第66-67页 |
| 3.3. Testing procedures | 第67-69页 |
| 3.3.1. Selection of structure | 第67-68页 |
| 3.3.2. Sample adhesion | 第68页 |
| 3.3.3. Materials specifications | 第68页 |
| 3.3.4. Testing approach | 第68-69页 |
| 3.4. Testing apparatus design | 第69-73页 |
| 3.4.1. Theory | 第69-70页 |
| 3.4.2. Material design | 第70-71页 |
| 3.4.3. Equipment design | 第71-73页 |
| 3.5. The fundamental functions and principles | 第73-76页 |
| 3.5.1. The cracking principle | 第73-74页 |
| 3.5.2. The shear testing principle | 第74-75页 |
| 3.5.3. Tensile testing principle | 第75-76页 |
| 3.6. Methods of calculations | 第76-79页 |
| 3.6.1. Shear stress-strain | 第76页 |
| 3.6.2. Tensile stress-strain calculations | 第76-77页 |
| 3.6.3. Cracking strain | 第77-78页 |
| 3.6.4. Cracking stress | 第78-79页 |
| 3.7. Fabric and laminated composite configurations | 第79-80页 |
| 3.8. Fractography, thickness and diameter measurements | 第80页 |
| 3.9. Summary | 第80-82页 |
| Chapter four: Results and discussions on tensile behaviour and tensile cracking | 第82-102页 |
| 4.1. Preform structure and tensile behaviours of carbon/epoxy composites | 第82-87页 |
| 4.1.1. Introduction | 第82页 |
| 4.1.2. Basic data of the materials | 第82-83页 |
| 4.1.3. Tensile characteristics of the materials | 第83-85页 |
| 4.1.4. Fractographs of the composites | 第85-87页 |
| 4.2. Effect of transversely aligned strands on the axial tensile strength | 第87-91页 |
| 4.2.1. Introduction | 第87-88页 |
| 4.2.2. Calculations and test results | 第88-90页 |
| 4.2.3. Discussion | 第90-91页 |
| 4.3. The tensile behaviour of adhesively bonded joints | 第91-100页 |
| 4.3.1. General introduction | 第91-93页 |
| 4.3.2. Results and discussion | 第93页 |
| 4.3.3. The critical adhesion length | 第93-95页 |
| 4.3.4. Tensile cracking of carbon fabrics | 第95-97页 |
| 4.3.5. Tensile cracking of angle-ply laminated composites | 第97-100页 |
| 4.4. Summary | 第100-102页 |
| Chapter five: Results and discussion on shearing | 第102-122页 |
| 5.1. Basic explanations | 第102-104页 |
| 5.1.1. Interlaminar tension shear | 第102页 |
| 5.1.2. Shear fracture criterion | 第102-103页 |
| 5.1.3. Performance of adhesive joints | 第103页 |
| 5.1.4. Failure characteristics of adhesive joints | 第103-104页 |
| 5.2. Shearing behaviour | 第104-112页 |
| 5.2.1. Characteristic parameters from shearing test | 第104-105页 |
| 5.2.2. The critical adhering length | 第105-107页 |
| 5.2.3. The shearing behaviour of the carbon fabrics | 第107-110页 |
| 5.2.4. The shearing behaviour of the of the angle ply laminates | 第110-112页 |
| 5.3. Failure characteristics and analysis | 第112-117页 |
| 5.3.1. Failure characteristics | 第112-115页 |
| 5.3.2. Failure characteristics of cement-sand mixtures | 第115-116页 |
| 5.3.3. Analysis of the failure modes of the samples | 第116-117页 |
| 5.4. Preferential optimization of the structures | 第117-118页 |
| 5.4.1. Carbon fabrics | 第117-118页 |
| 5.4.2. Angle ply laminates | 第118页 |
| 5.4.3. Comparison between fabrics and laminated composites | 第118页 |
| 5.5. Analysis of the factors affecting the test results | 第118-120页 |
| 5.5.1. Laminating angles | 第118-119页 |
| 5.5.2. Fibre matrix interface | 第119页 |
| 5.5.3. Interlaminar shearing | 第119-120页 |
| 5.5.4. Fibre volume fraction | 第120页 |
| 5.6. Summary | 第120-122页 |
| Chapter six: Conclusion and Recommendations | 第122-126页 |
| 6.1. Conclusion | 第122-125页 |
| 6.2. Recommendations | 第125-126页 |
| References | 第126-132页 |
| Publications of the author | 第132页 |
