一维应力状态下钢纤维混凝土损伤行为研究
发布时间：2021-03-10 09:58
钢纤维混凝土（SFRC）是一种在混凝土基体中掺入随机乱向分布钢纤维的多相复合材料,以其优良的抗拉、抗冲击、抗弯、耐磨等物理力学性能被广泛应用于土木工程各个领域。研究钢纤维混凝土在荷载作用下的损伤行为,对更好地发挥材料力学性能、提高设计水平具有重要的理论意义和工程应用价值。本文在国家自然科学基金项目（51478367）“钢-聚丙烯混杂纤维混凝土多尺度本构关系:从纳米尺度到宏观尺度”的资助下,运用声发射技术,通过试验研究和理论分析,对一维应力状态下钢纤维混凝土损伤行为进行系统研究,主要内容及成果如下:（1）通过单调加载和循环加载试验,研究了钢纤维混凝土应力—应变行为,包括应力—应变曲线、破坏过程和破坏形态,分析了钢纤维特征参数对应力—应变行为的影响,建立了循环荷载下钢纤维混凝土应力—应变全曲线方程。结果表明:钢纤维混凝土试件在循环荷载下的破坏模式呈现明显的延性特征;钢纤维的掺入能显著提高混凝土峰值强度,改善延性及滞回耗能能力;相同卸载点应变时,混凝土累积塑性应变随钢纤维掺量的增加而逐渐减小;钢纤维的掺入能显著延缓混凝土刚度退化速率和应力退化率,且随着钢纤维掺量的增加退化率逐渐减小。（2）基...
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．丨钢纤維混凝土工程应用（图片来源于网络）??
（ａ）隨道村彻?（ｂ）机场道路??图１．丨钢纤維混凝土工程应用（图片来源于网络）??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｅｒ?ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ??然而，与普通混凝土丰富的理论研究成果相比，钢纤维混凝土理论研究难以满足??实际工程应用和发展的需求，依然存在很多关键科学问题亟待研究。钢纤维混凝土在??外部荷载作用下内部缺陷的产生和扩展过程直接影响并决定着其宏观力学性能。此外，??由于我国是一个地震多发国，地震给我国己经造成了巨大的经济损失和人ｗ伤亡，如??何合理地进行抗震设计，保证结构安全可靠对保障人员的生命财产安全和减少经济损??失具有十分重要的作用。历次震害结果表明，混凝土结构柱铰破坏是造成结构整体倒??１??
?一维应力状态下钢纤维混凝土损伤行为研究低混凝土工作性能，且在浇筑过程中容易结团。??钢纤维的主要力学特性包括抗拉强度及与基体混凝土间粘结强度。研究表明，钢??纤维混凝土破坏主要是纤维拔出破坏，而不是纤维拉断破坏。这是由于钢纤维的抗拉??强度较高，一般情况下能够满足其使用要求，相对来说，钢纤维与混凝土基体界面的??粘结强度较弱，在荷载作用下钢纤维与基体界面遭到破坏，纤维被拔出而破坏。因此，??除基体自身因素外，钢纤维与基体混凝土界面粘结强度是影响其力学性能的主要因素。??另外，不同类型钢纤维对基体混凝土的增强机理有所不同，从而导致不同纤维类型钢??纤维混凝土的力学性能存在较大差异［６，７］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢纤维高强混凝土在单调和重复荷载作用下轴压应力-应变曲线试验研究[J]. 吕西林,张颖,年学成. 建筑结构学报. 2017(01)
[2]基于声发射参数的混凝土循环加卸载动态损伤破坏特性研究[J]. 彭刚,王乾峰,陈灯红,周洪涛. 三峡大学学报(自然科学版). 2015(06)
[3]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心受拉应力-应变关系研究[J]. 徐礼华,梅国栋,黄乐,鲁维妙. 土木工程学报. 2014(07)
[4]钢纤维对混凝土徐变性能的影响[J]. 于俊超,赵庆新. 硅酸盐学报. 2013(08)
[5]考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究[J]. 薛云亮,李庶林,林峰,徐宏斌. 岩土力学. 2009(07)
[6]钢纤维混凝土的收缩性能试验研究[J]. 程红强,高丹盈. 混凝土. 2009(02)
[7]钢纤维混凝土抗拉性能试验研究[J]. 韩嵘,赵顺波,曲福来. 土木工程学报. 2006(11)
[8]单轴受压状态下钢纤维混凝土损伤本构模型研究[J]. 王春来,徐必根,李庶林,唐海燕. 岩土力学. 2006(01)
[9]钢纤维混凝土力学性能试验研究[J]. 焦楚杰,孙伟,高培正,周云. 广州大学学报(自然科学版). 2005(04)
[10]钢纤维砼的动态损伤演化[J]. 黄旭升,陈江瑛,王礼立. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2003(02)
博士论文
[1]钢—聚丙烯混杂纤维混凝土单轴受压本构关系与受拉性能研究[D]. 张元元.武汉大学 2010
本文编号：3074481
【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：97 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．丨钢纤維混凝土工程应用（图片来源于网络）??
（ａ）隨道村彻?（ｂ）机场道路??图１．丨钢纤維混凝土工程应用（图片来源于网络）??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｆｉｂｅｒ?ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ?ｃｏｎｃｒｅｔｅ??然而，与普通混凝土丰富的理论研究成果相比，钢纤维混凝土理论研究难以满足??实际工程应用和发展的需求，依然存在很多关键科学问题亟待研究。钢纤维混凝土在??外部荷载作用下内部缺陷的产生和扩展过程直接影响并决定着其宏观力学性能。此外，??由于我国是一个地震多发国，地震给我国己经造成了巨大的经济损失和人ｗ伤亡，如??何合理地进行抗震设计，保证结构安全可靠对保障人员的生命财产安全和减少经济损??失具有十分重要的作用。历次震害结果表明，混凝土结构柱铰破坏是造成结构整体倒??１??
?一维应力状态下钢纤维混凝土损伤行为研究低混凝土工作性能，且在浇筑过程中容易结团。??钢纤维的主要力学特性包括抗拉强度及与基体混凝土间粘结强度。研究表明，钢??纤维混凝土破坏主要是纤维拔出破坏，而不是纤维拉断破坏。这是由于钢纤维的抗拉??强度较高，一般情况下能够满足其使用要求，相对来说，钢纤维与混凝土基体界面的??粘结强度较弱，在荷载作用下钢纤维与基体界面遭到破坏，纤维被拔出而破坏。因此，??除基体自身因素外，钢纤维与基体混凝土界面粘结强度是影响其力学性能的主要因素。??另外，不同类型钢纤维对基体混凝土的增强机理有所不同，从而导致不同纤维类型钢??纤维混凝土的力学性能存在较大差异［６，７］。??
【参考文献】：
期刊论文
[1]钢纤维高强混凝土在单调和重复荷载作用下轴压应力-应变曲线试验研究[J]. 吕西林,张颖,年学成. 建筑结构学报. 2017(01)
[2]基于声发射参数的混凝土循环加卸载动态损伤破坏特性研究[J]. 彭刚,王乾峰,陈灯红,周洪涛. 三峡大学学报(自然科学版). 2015(06)
[3]钢-聚丙烯混杂纤维混凝土轴心受拉应力-应变关系研究[J]. 徐礼华,梅国栋,黄乐,鲁维妙. 土木工程学报. 2014(07)
[4]钢纤维对混凝土徐变性能的影响[J]. 于俊超,赵庆新. 硅酸盐学报. 2013(08)
[5]考虑损伤阀值影响的钢纤维混凝土损伤本构模型研究[J]. 薛云亮,李庶林,林峰,徐宏斌. 岩土力学. 2009(07)
[6]钢纤维混凝土的收缩性能试验研究[J]. 程红强,高丹盈. 混凝土. 2009(02)
[7]钢纤维混凝土抗拉性能试验研究[J]. 韩嵘,赵顺波,曲福来. 土木工程学报. 2006(11)
[8]单轴受压状态下钢纤维混凝土损伤本构模型研究[J]. 王春来,徐必根,李庶林,唐海燕. 岩土力学. 2006(01)
[9]钢纤维混凝土力学性能试验研究[J]. 焦楚杰,孙伟,高培正,周云. 广州大学学报(自然科学版). 2005(04)
[10]钢纤维砼的动态损伤演化[J]. 黄旭升,陈江瑛,王礼立. 安徽理工大学学报(自然科学版). 2003(02)
博士论文
[1]钢—聚丙烯混杂纤维混凝土单轴受压本构关系与受拉性能研究[D]. 张元元.武汉大学 2010
本文编号：3074481
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