UHPC应力-裂纹宽度关系的反算及其应用研究

发布时间：2025-01-09 03:27

　　超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度和超高韧性的水泥基复合材料,由于其优越的力学性能被应用在海洋工程、桥梁建设、国防设施等方面。UHPC的应力-裂纹宽度(?-w)的关系在材料设计、结构设计、断裂分析等方面起着至关重要的作用。本文研究了不同细钢纤维掺量的UHPC的拉伸力学性能,通过三点弯曲实验和DIC测试方法研究了UHPC切口梁的开裂过程。依据虚拟裂纹模型和断裂韧性准则分析了UHPC切口梁的开裂过程,推导UHPC切口梁的应力强度因子和裂纹宽度的表达式,以此为基础编写计算程序,反算UHPC的分段线型?-w关系。最后利用这一关系,理论计算UHPC梁受弯过程中荷载与裂纹宽度(P-w)的关系,并与实验结果对照。论文的主要工作如下:(1)UHPC的初裂强度和拉伸强度随钢纤维体积掺量的增加而增加;当纤维体积掺量高于1%时,UHPC开裂后呈现应变硬化多元开裂的特性。钢纤维体积掺量越高,断裂韧度越高,抗裂能力越强,裂纹扩展速率越慢,阻碍裂纹扩展的能力越好,但是纤维体积掺量对UHPC切口梁的l-CMOD关系的影响较小。(2)由UHPC切口梁的三点弯曲实验获取了UHPC的断裂韧度、裂纹扩展速率、l-C...

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【部分图文】：

图1-1三类混凝土的单轴拉伸应力-应变（）关系

图1-1三类混凝土的单轴拉伸应力-应变（）关系关于UHPC力学性能的影响因素研究，国内外研究者从原材料配比，类型，养护条件和时间，加载方式等方面展开了一系列研究。Sobuz等]研料配比对UHPC力学性能的影响，发现UHPC的强度受骨料的细度模数剂的掺量....

图2-1钢纤维

图2-1钢纤维准备C拉伸试样及预制切口梁试样的制备用的水泥、粉煤灰、硅灰、砂、钢纤维、减水剂等如2.1料配合比见表2-3，水胶比为0.19，钢纤维体积掺量分别为和2%，用UH-V表示。制备流程以及制备工艺如图2-2表2-3UHPC配合比（kg/m3）水泥....

图2-2UHPC的制备流程

10图2-2UHPC的制备流程2.2.2试样尺寸拉伸试样尺寸根据日本土木工程师协会标准中推荐的尺寸制作，试样如图2-3所示，每种纤维体积掺量的试样分别制作3个。

图2-3UHPC拉伸试样（单位：mm）

武汉理工大学硕士学位论文梁三点弯曲实验的试样尺寸分别为40mm00mm、100mm100mm400mm，试样如图寸的试样记为S、M、L，在试样正中间预制缺条件下，试样缺口的深度0a为试样高度的1/5个，纤维体积掺量为2%。

本文编号：4025076