超高性能混凝土拉伸时的力阻效应及其机理研究
发布时间：2021-04-28 04:32
超高性能混凝土（UHPC）是一种新型的纤维增强混凝土。它具有拉伸应变硬化行为,显示出比普通纤维增强混凝土更高的承载和能量吸收能力。在此基础上研究其自感知行为,有望开发多功能的UHPC。本文研究了镀铜细钢纤维的长径比、形状和掺量对UHPC的拉伸力学性能、导电性和拉伸时力阻效应的影响;采用单根纤维和多根纤维拔出实验研究纤维-基体界面力学性能和电阻变化的规律,以分析UHPC力阻效应的机理;建立力学模型和导电模型从理论上探讨UHPC拉伸时的电阻变化率-应变关系,与实验结果进行了比较。论文的主要工作和得出的结论如下:（1）随钢纤维长径比和掺量增加,UHPC的拉伸强度、变形能力、导电性和应变自感知能力等都有所提高。UHPC的电阻率随拉伸应变的增加而先降低后缓慢上升。直型纤维比端勾型纤维、波浪型纤维更利于提高UHPC的拉伸性能、导电性和应变自感知能力。UHPC均表现出拉伸应变硬化现象,且伴随多条裂纹的产生。（2）钢纤维与基体界面粘结强度随钢纤维埋深增加而减小,随基体中的钢纤维体积掺量增加而增加。端勾型的钢纤维与基体的界面粘结强度最大,波浪型纤维次之。单根纤维拔出时界面接触电阻随滑移量的增加而增加,而...
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 UHPC的基本力学性能研究
1.2.2 钢纤维与水泥的界面力学性能研究
1.2.3 UHPC拉伸时的力阻效应研究
1.3 本文研究内容
第2章 原材料及实验方法
2.1 原材料及基本性能
2.2 试样制备
2.2.1 UHPC试样的制备
2.2.2 单根钢纤维拔出试样制备
2.2.3 多根钢纤维拔出试样制备
2.3 测试方法
2.3.1 UHPC的单轴拉伸和压缩实验
2.3.2 电阻测试
2.3.3 裂纹统计方法
2.3.4 钢纤维拔出实验方法
第3章 单向拉伸时UHPC的力阻效应实验研究
3.1 引言
3.2 纤维长径比对UHPC拉伸力学性能及力阻效应的影响
3.2.1 纤维长径比对UHPC拉伸力学性能的影响
3.2.2 纤维长径比对UHPC导电性和拉伸敏感性的影响
3.3 钢纤维形状对UHPC拉伸力学性能及力阻效应的影响
3.3.1 钢纤维形状对UHPC拉伸力学性能的影响
3.3.2 钢纤维形状对UHPC导电性和拉伸敏感性的影响
3.4 纤维体积掺量对UHPC的拉伸力学性能及力阻效应影响
3.4.1 纤维掺量对UHPC拉伸和压缩力学性能的影响
3.4.2 纤维掺量对UHPC导电性和拉伸敏感性的影响
3.5 本章小结
第4章 钢纤维与基体界面的力学性能和力阻效应
4.1 引言
4.2 纤维拔出过程与界面力学、电学参数
4.2.1 纤维拔出荷载-滑移曲线特征分析
4.2.2 界面力学性能和导电性参数定义
4.3 纤维与基体界面力学性能及拔出时的电阻变化
4.3.1 钢纤维埋深对界面力学性能和力阻效应影响
4.3.2 基体中钢纤维的掺量对界面力学性能及力阻效应的影响
4.3.3 钢纤维形状对界面力学性能及力阻效应的影响
4.4 多根纤维拔出时的力阻效应
4.5 本章小结
第5章 基于界面脱粘和多裂纹UHPC应变-电阻关系
5.1 引言
5.2 单裂纹产生时滑移-电阻变化率关系
5.2.1 单裂纹产生时滑移-脱粘长度关系
5.2.2 单裂纹产生时滑移-电阻关系计算结果
5.3 多裂纹产生时应变-电阻关系
5.3.1 UHPC拉伸时电阻变化机理分析
5.3.2 应变-电阻关系的推导
5.3.3 计算步骤
5.3.4 计算结果
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高性能混凝土轴心受拉力学性能试验研究[J]. 胡翱翔,梁兴文,于婧,史庆轩,李林. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(09)
[2]超高性能混凝土纤维—基体黏结性能测试与机理分析[J]. 程俊,刘加平,张丽辉. 混凝土与水泥制品. 2016(05)
[3]异形钢纤维与混凝土粘结性能试验研究[J]. 田稳苓,王晓伟,李子祥. 建筑材料学报. 2007(03)
[4]智能材料结构的研究现状及未来发展[J]. 谢建宏,张为公,梁大开. 材料导报. 2006(11)
本文编号：3164808
【文章来源】：武汉理工大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
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中文摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 UHPC的基本力学性能研究
1.2.2 钢纤维与水泥的界面力学性能研究
1.2.3 UHPC拉伸时的力阻效应研究
1.3 本文研究内容
第2章 原材料及实验方法
2.1 原材料及基本性能
2.2 试样制备
2.2.1 UHPC试样的制备
2.2.2 单根钢纤维拔出试样制备
2.2.3 多根钢纤维拔出试样制备
2.3 测试方法
2.3.1 UHPC的单轴拉伸和压缩实验
2.3.2 电阻测试
2.3.3 裂纹统计方法
2.3.4 钢纤维拔出实验方法
第3章 单向拉伸时UHPC的力阻效应实验研究
3.1 引言
3.2 纤维长径比对UHPC拉伸力学性能及力阻效应的影响
3.2.1 纤维长径比对UHPC拉伸力学性能的影响
3.2.2 纤维长径比对UHPC导电性和拉伸敏感性的影响
3.3 钢纤维形状对UHPC拉伸力学性能及力阻效应的影响
3.3.1 钢纤维形状对UHPC拉伸力学性能的影响
3.3.2 钢纤维形状对UHPC导电性和拉伸敏感性的影响
3.4 纤维体积掺量对UHPC的拉伸力学性能及力阻效应影响
3.4.1 纤维掺量对UHPC拉伸和压缩力学性能的影响
3.4.2 纤维掺量对UHPC导电性和拉伸敏感性的影响
3.5 本章小结
第4章 钢纤维与基体界面的力学性能和力阻效应
4.1 引言
4.2 纤维拔出过程与界面力学、电学参数
4.2.1 纤维拔出荷载-滑移曲线特征分析
4.2.2 界面力学性能和导电性参数定义
4.3 纤维与基体界面力学性能及拔出时的电阻变化
4.3.1 钢纤维埋深对界面力学性能和力阻效应影响
4.3.2 基体中钢纤维的掺量对界面力学性能及力阻效应的影响
4.3.3 钢纤维形状对界面力学性能及力阻效应的影响
4.4 多根纤维拔出时的力阻效应
4.5 本章小结
第5章 基于界面脱粘和多裂纹UHPC应变-电阻关系
5.1 引言
5.2 单裂纹产生时滑移-电阻变化率关系
5.2.1 单裂纹产生时滑移-脱粘长度关系
5.2.2 单裂纹产生时滑移-电阻关系计算结果
5.3 多裂纹产生时应变-电阻关系
5.3.1 UHPC拉伸时电阻变化机理分析
5.3.2 应变-电阻关系的推导
5.3.3 计算步骤
5.3.4 计算结果
5.4 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]超高性能混凝土轴心受拉力学性能试验研究[J]. 胡翱翔,梁兴文,于婧,史庆轩,李林. 湖南大学学报(自然科学版). 2018(09)
[2]超高性能混凝土纤维—基体黏结性能测试与机理分析[J]. 程俊,刘加平,张丽辉. 混凝土与水泥制品. 2016(05)
[3]异形钢纤维与混凝土粘结性能试验研究[J]. 田稳苓,王晓伟,李子祥. 建筑材料学报. 2007(03)
[4]智能材料结构的研究现状及未来发展[J]. 谢建宏,张为公,梁大开. 材料导报. 2006(11)
本文编号：3164808
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