钢纤维长度与粗骨料粒径耦合作用对钢纤维混凝土弯曲性能的影响研究

发布时间：2017-09-05 01:41

  本文关键词：钢纤维长度与粗骨料粒径耦合作用对钢纤维混凝土弯曲性能的影响研究

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【摘要】：钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete)是将短细的钢纤维均匀、乱向地分布于混凝土基体中而形成的改性混凝土材料。为了获取不同钢纤维长度与粗骨料粒径的匹配性,推动钢纤维混凝土在工程中的应用,本文研究了钢纤维长度为30mm~60mm、粗骨料最大粒径为10mm~40mm、钢纤维长度与粗骨料最大粒径比值为1~4范围内,钢纤维长度与粗骨料粒径耦合作用对钢纤维混凝土性能特别是弯曲性能的影响,主要内容包括:1、研究钢纤维长度和粗骨料粒径对钢纤维混凝土拌合物工作性的影响。试验结果表明:钢纤维混凝土拌合物的坍落度随钢纤维长度和粗骨料最大粒径的增大均呈现出增大的趋势。2、通过192个150mm×l50mm×150mm立方体试件抗压、劈裂抗拉试验,研究钢纤维长度和粗骨料粒径对钢纤维混凝抗压、劈拉强度的影响。试验结果表明:钢纤维长度和粗骨料最大粒径对钢纤维混凝土抗压强度无明显影响;钢纤维混凝土劈拉强度随钢纤维长度的增大近似线性提高,随粗骨料最大粒径的增大整体上呈现出先增大后减小的趋势。3、通过96根150mm×l50mm×550mm棱柱体试件的四点弯曲试验,研究钢纤维长度和粗骨料粒径对钢纤维混凝土弯拉强度和弯曲韧性的影响。试验结果表明:钢纤维长度与粗骨料最大粒径的比值为1.25~3时,钢纤维对混凝土弯曲性能的改善效果较好;长纤维对大粒径骨料混凝土的增强增韧效果显著。4、通过四点弯曲试件试验后在断开截面统计纤维的分布情况,研究钢纤维长度和粗骨料粒径对钢纤维分散性的影响。试验结果表明:钢纤维在混凝土中的分布均匀程度受钢纤维长度的影响较小,随粗骨料最大粒径的增大而降低。5、通过将四点弯曲试件的荷载—挠度曲线转化为相应的应力—应变曲线,依据损伤理论和Weibull统计分布理论,考虑钢纤维长度和粗骨料粒径的影响,推导了弯曲荷载作用下钢纤维混凝土的损伤演变方程和损伤本构模型。结果表明:在应变为1.5倍峰值应变以内,该损伤本构模型可有效描述钢纤维混凝土的弯曲性能。
【关键词】：钢纤维混凝土 钢纤维长度 粗骨料粒径 弯曲性能 损伤本构模型
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 粗骨料粒径对钢纤维混凝土性能的影响研究11-13
• 1.2.2 钢纤维长度与分布对钢纤维混凝土性能的影响研究13-15
• 1.3 研究中存在的问题15
• 1.4 本文研究的主要内容15-16
• 2 试验研究16-23
• 2.1 试验设计16-19
• 2.1.1 试验目的16-17
• 2.1.2 试验原材料17-18
• 2.1.3 配合比18
• 2.1.4 试件尺寸18-19
• 2.2 试验内容19-23
• 2.2.1 钢纤维混凝土拌合物的工作性能试验19
• 2.2.2 钢纤维混凝土的抗压强度试验19-20
• 2.2.3 钢纤维混凝土的劈裂抗拉强度试验20-21
• 2.2.4 钢纤维混凝土的弯曲性能试验21-23
• 3 试验结果与分析23-57
• 3.1 钢纤维混凝土拌合物的工作性能23-24
• 3.1.1 钢纤维长度的影响23-24
• 3.1.2 粗骨料粒径的影响24
• 3.2 钢纤维混凝土抗压强度的试验结果分析24-28
• 3.2.1 钢纤维长度的影响25-27
• 3.2.2 粗骨料粒径的影响27-28
• 3.3 钢纤维混凝土劈拉强度的试验结果分析28-34
• 3.3.1 钢纤维长度的影响29-31
• 3.3.2 粗骨料粒径的影响31-32
• 3.3.3 钢纤维长度与粗骨料粒径耦合作用的影响32-33
• 3.3.4 劈拉强度的计算33-34
• 3.4 钢纤维混凝土的弯曲性能34-57
• 3.4.1 试件破坏特点34-35
• 3.4.2 钢纤维混凝土弯曲荷载—挠度曲线35-40
• 3.4.3 弯拉强度试验结果分析40-46
• 3.4.4 弯曲韧性试验结果分析46-53
• 3.4.5 钢纤维在混凝土中的分散性研究53-57
• 4 钢纤维混凝土弯曲损伤本构模型研究57-66
• 4.1 损伤理论与混凝土的损伤本构模型57-59
• 4.1.1 损伤与损伤理论57
• 4.1.2 材料的损伤本构模型57-58
• 4.1.3 混凝土的损伤本构模型58-59
• 4.2 本文损伤模型59-66
• 4.2.1 四点弯曲试件的荷载—挠度曲线转化为应力—应变曲线59-60
• 4.2.2 弯曲荷载作用下的损伤演变方程和损伤本构模型60-63
• 4.2.3 弯曲荷载作用下钢纤维混凝土的损伤63-66
• 5 结论与展望66-68
• 5.1 结论66-67
• 5.2 展望67-68
• 参考文献68-73
• 个人简历、发表论文及参与科研73-74
• 致谢74

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本文编号：795076