混杂纤维混凝土冻融损伤研究

发布时间：2017-03-31 03:10

  本文关键词：混杂纤维混凝土冻融损伤研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在严寒地区的混凝土工程,尤其是处于冻融环境下的结构,由于混凝土受到冻融破坏导致混凝土结构内部产生了不同程度损伤,较大地影响了混凝土结构的使用寿命以及其安全。以至于许多混凝土结构因此而提前失去效用,没有能够满足预先设计的使用年限,从而对社会造成了无法估计的经济、财产损失。因此,对混凝土结构物的抗冻融性能的分析和相关研究具有比较大的经济和现实意义。目前,国内外研究人员对混凝土冻融循环后试件的抗冻性能以及结构的寿命预测相关研究还是比较集中的,但是对混杂纤维混凝土冻融损伤的规律和模型研究还尚少。本文通过对混凝土中单掺钢纤维、聚丙烯纤维以及钢-聚丙烯混杂纤维进行快速冻融循环试验,开展了以下研究工作:(1)本文对钢-聚丙烯混杂纤维混凝土的抗冻耐久性进行了试验分析,并初步探究了混杂纤维混凝土冻融损伤机理。分析和计算表明:从质量损失率、动弹性模量相对值这两个抗冻融性能评价指标来看,四组混凝土的抗冻性能排序为:钢纤维混凝土的抗冻性优于普通素混凝土,而聚丙烯纤维混凝土优于钢纤维混凝土,其中混杂纤维混凝土的抗冻性在四组中最优。(2)对冻融循环后的纤维混凝土的抗压强度、抗折强度进行分析,同时建立了冻融循环条件下的不同纤维混凝土强度衰减模型。研究分析表明:混凝土试件在冻融循环200次后,掺加了不同种类纤维的混凝土其抗压强度和抗弯拉强度损失速率要大大慢于普通素混凝土,尤其是提高了混凝土的抗弯性能,由此可知纤维的掺加可以对冻融循环后混凝土的强度损失率有降低作用。各组混凝土抗压强度衰减模型和抗折强度衰减模型的精度均在0.97以上,说明建立的强度衰减模型和试验数据拟合的较好,可以比较好地预测不同种类的纤维混凝土冻融循环后强度衰减的变化规律。(3)通过Weibull分布的概率分布函数和损伤度之间的关系,并依据概率理论以及混凝土冻融损伤的相关理论,建立混杂纤维混凝土冻融损伤演化方程。根据四组混凝土试验数据回归分析建立的冻融损伤演变方程的决定系数依次分别是:0.988、0.985、0.992、0.984,各组混凝土冻融损伤模型的精度均在0.98以上,说明损伤演变方程和试验数据拟合的较好。(4)利用动弹性模量相对值来描述纤维混凝土试件结构内部因冻融而造成的损伤程度,通过设计的冻融循环试验得出的试验数据,依据回归分析的方法得到了不同纤维混凝土的冻融损伤模型。对比分析两组的决定系数得出二次多项式建立的混凝土冻融衰减模型的拟合精度要高于指数函数建立的混凝土冻融损伤模型。并且二次多项式建立冻融损伤模型的精度均在0.994以上,该损伤模型能较好地预测不同种类的纤维混凝土的冻融损伤程度。
【关键词】：混杂纤维混凝土 冻融循环 相对动弹性模量 冻融损伤模型
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-23
• 1.1 选题的背景和意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-21
• 1.2.1 混杂纤维混凝土研究现状12-15
• 1.2.2 混凝土冻融损伤研究现状15-21
• 1.3 本文研究的主要内容及方法21-23
• 第2章 钢-聚丙烯混杂纤维混凝土冻融损伤试验研究23-42
• 2.1 试验设计23-29
• 2.1.1 试验原材料的选用23-24
• 2.1.2 配合比设计24-25
• 2.1.3 试件的设计25
• 2.1.4 试件制备及养护25-26
• 2.1.5 试验仪器和设备26-29
• 2.2 试验方法29-32
• 2.2.1 冻融循环试验方法29
• 2.2.2 动弹性模量测定方法29-31
• 2.2.3 纤维混凝土基本力学性能试验方法31-32
• 2.3 冻融循环试验现象及结果分析32-35
• 2.3.1 冻融循环试验现象32-33
• 2.3.2 冻融循环试验结果分析33-35
• 2.4 冻融循环后强度测试试验现象及结果分析35-40
• 2.4.1 强度测试试验现象35-39
• 2.4.2 强度测试试验结果分析39-40
• 2.5 本章小结40-42
• 第3章 钢-聚丙烯混杂纤维混凝土抗冻耐久性及冻融后基本力学性能研究42-49
• 3.1 混杂纤维混凝土抗冻耐久性分析42-45
• 3.1.1 混杂纤维混凝土冻融损伤机理42-43
• 3.1.2 混凝土冻融损伤评价指标43
• 3.1.3 纤维混凝土抗冻性分析43-45
• 3.2 冻融后的纤维混凝土强度分析45-46
• 3.3 冻融作用下纤维混凝土强度衰减模型46-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第4章 钢-聚丙烯混杂纤维混凝土冻融损伤模型研究49-63
• 4.1 混凝土损伤理论49-51
• 4.1.1 损伤理论的发展概况49
• 4.1.2 损伤理论的研究方法49-50
• 4.1.3 损伤变量的定义及损伤状态50-51
• 4.2 混凝土损伤模型51-57
• 4.2.1 几种经典的混凝土损伤模型52-53
• 4.2.2 混凝土随机损伤模型53-56
• 4.2.3 混凝土冻融损伤预测模型56-57
• 4.3 基于Weibull概率分布的混杂纤维混凝土冻融损伤演变方程57-59
• 4.4 基于动弹性模量衰减的纤维混凝土冻融损伤模型59-62
• 4.5 本章小结62-63
• 第5章 结论与展望63-66
• 5.1 本文主要结论63-64
• 5.2 本课题的建议与展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 附录：攻读硕士学位期间发表的论文71

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