钢纤维增强混凝土疲劳性能圆板试验研究
发布时间：2021-06-16 13:50
混凝土开裂是土木工程领域亟待解决的问题。钢纤维混凝土作为一种以混凝土为基材,以乱向分布钢纤维为增强材料的新型且性能优良的复合材料具有阻碍混凝土微裂缝和宏观裂缝发展的作用。因此钢纤维混凝土逐渐应用于对混凝土开裂要求较高的机场路面和桥面板等结构中。同时较多对混凝土开裂问题要求较高的结构需要承受循环荷载的作用。疲劳荷载下的结构容易发生低于极限荷载的脆性破坏,严重危及结构的使用和使用者的安全。因此本文针对钢纤维混凝土疲劳性能进行了研究。根据ASTM C 1550的圆板试验方法,本文采用75个试件进行等幅循环荷载试验。通过不同钢纤维质量掺量（20%、30%、35%）、不同钢纤维型号（3D、4D、5D）、不同长径比（65、55）和不同应力水平（0.6、0.75、0.9）的钢纤维增强混凝土与普通混凝土的疲劳试验进行对比,研究钢纤维质量掺量、钢纤维型号、长径比和应力水平对钢纤维混凝土圆板变形特征和疲劳寿命的影响。同时采用ANSYS workbench进行有限元数值分析,模拟混凝土圆板试件跨中位移、应力分布和疲劳寿命,并进一步预测不同应力水平下圆板的疲劳寿命。主要研究内容和成果如下:（1）观察和分析混凝...
【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】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢纤维示意图
16图2-3立方体试块加载图表2-3立方体抗压强度编号钢纤维型号应力水平长径比钢纤维掺量（kg/m3）最大荷载（kN）立方体抗压强度（N/mm2）抗压强度平均值（N/mm2）65D0.756520163672.72976.485D0.756520178379.253105D0.756520174177.369115D0.756530174177.36977.2135D0.756530175177.831155D0.756530172076.4621/0.6//148265.84964.13/0.6//139762.0985/0.6//145164.48016/0.75//157169.83168.718/0.75//152067.57321/0.9//153768.3266.923/0.9//148966.18725/0.9//149166.276
20(a)支座(b)加载头图2-5支座和加载头细部图2.5.2加载方案通过对多年来钢纤维混凝土有关文献的研究发现影响钢纤维混凝土圆板疲劳性能的因素较多，其中包括混凝土材料内部的微观构造、钢纤维的受力特性及钢纤维的长径比等诸多因素。因此，在设计试验时要考虑清晰不同因素之间的影响。通过阅读相关参考文献，可以清楚地发现伴随着裂缝的逐渐开展，会促使混凝土的自身刚度不断降低，同时钢纤维同混凝土间是否握裹良好也决定了混凝土的疲劳特性，以及决定了最后的破坏形态。因此，合理选择钢纤维和钢纤维的掺量直接影响最后的疲劳试验结果。通过加载频率对混凝土疲劳的调查可以发现在最大的应力水平在0.75左右
【参考文献】：
期刊论文
[1]高延性纤维混凝土拉压疲劳性能试验研究[J]. 寇佳亮,赵坤龙,张浩博. 土木工程学报. 2018(09)
[2]路面钢纤维混凝土疲劳及损伤特性研究[J]. 赵陆岳. 西安工业大学学报. 2017(10)
[3]混凝土疲劳分析中的S-N曲线选择[J]. 何栋梁. 低温建筑技术. 2017(02)
[4]弯曲荷载作用下钢纤维聚合物混凝土疲劳寿命[J]. 梅迎军,赵翔,代超,向超. 公路交通科技. 2015(09)
[5]钢筋钢纤维高强混凝土梁疲劳试验研究及刚度计算[J]. 高丹盈,张明,朱海堂. 建筑结构学报. 2013(08)
[6]加载频率对纤维沥青混凝土疲劳性能的影响[J]. 黄春水,高丹盈,朱海堂. 华北水利水电学院学报. 2012(06)
[7]钢纤维含量对活性粉末混凝土抗疲劳性能的影响[J]. 方志,向宇,匡镇,王常林. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(06)
[8]改进的纤维增强混凝土材料小尺寸圆板试验方法[J]. 谷倩,Mondes Sisdney,彭少民. 武汉理工大学学报. 2007(S2)
[9]预应力钢纤维混凝土板弯曲疲劳弹性模量试验研究[J]. 侯杰,程赫明,王时越,田芳. 土木工程学报. 2006(11)
[10]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)
博士论文
[1]玻璃纤维混凝土弯曲疲劳性能及累积损伤研究[D]. 吕雁.昆明理工大学 2013
[2]层布式钢纤维混凝土基本性能与应用研究[D]. 范小春.武汉理工大学 2008
硕士论文
[1]基于ANSYS的钢纤维钢筋混凝土梁的弯曲静载与疲劳性能分析[D]. 王林.成都理工大学 2017
[2]BFRP筋钢纤维高强混凝土梁受弯非线性有限元分析[D]. 王仁龙.郑州大学 2016
本文编号：3233187
【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】：104 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
钢纤维示意图
16图2-3立方体试块加载图表2-3立方体抗压强度编号钢纤维型号应力水平长径比钢纤维掺量（kg/m3）最大荷载（kN）立方体抗压强度（N/mm2）抗压强度平均值（N/mm2）65D0.756520163672.72976.485D0.756520178379.253105D0.756520174177.369115D0.756530174177.36977.2135D0.756530175177.831155D0.756530172076.4621/0.6//148265.84964.13/0.6//139762.0985/0.6//145164.48016/0.75//157169.83168.718/0.75//152067.57321/0.9//153768.3266.923/0.9//148966.18725/0.9//149166.276
20(a)支座(b)加载头图2-5支座和加载头细部图2.5.2加载方案通过对多年来钢纤维混凝土有关文献的研究发现影响钢纤维混凝土圆板疲劳性能的因素较多，其中包括混凝土材料内部的微观构造、钢纤维的受力特性及钢纤维的长径比等诸多因素。因此，在设计试验时要考虑清晰不同因素之间的影响。通过阅读相关参考文献，可以清楚地发现伴随着裂缝的逐渐开展，会促使混凝土的自身刚度不断降低，同时钢纤维同混凝土间是否握裹良好也决定了混凝土的疲劳特性，以及决定了最后的破坏形态。因此，合理选择钢纤维和钢纤维的掺量直接影响最后的疲劳试验结果。通过加载频率对混凝土疲劳的调查可以发现在最大的应力水平在0.75左右
【参考文献】：
期刊论文
[1]高延性纤维混凝土拉压疲劳性能试验研究[J]. 寇佳亮,赵坤龙,张浩博. 土木工程学报. 2018(09)
[2]路面钢纤维混凝土疲劳及损伤特性研究[J]. 赵陆岳. 西安工业大学学报. 2017(10)
[3]混凝土疲劳分析中的S-N曲线选择[J]. 何栋梁. 低温建筑技术. 2017(02)
[4]弯曲荷载作用下钢纤维聚合物混凝土疲劳寿命[J]. 梅迎军,赵翔,代超,向超. 公路交通科技. 2015(09)
[5]钢筋钢纤维高强混凝土梁疲劳试验研究及刚度计算[J]. 高丹盈,张明,朱海堂. 建筑结构学报. 2013(08)
[6]加载频率对纤维沥青混凝土疲劳性能的影响[J]. 黄春水,高丹盈,朱海堂. 华北水利水电学院学报. 2012(06)
[7]钢纤维含量对活性粉末混凝土抗疲劳性能的影响[J]. 方志,向宇,匡镇,王常林. 湖南大学学报(自然科学版). 2011(06)
[8]改进的纤维增强混凝土材料小尺寸圆板试验方法[J]. 谷倩,Mondes Sisdney,彭少民. 武汉理工大学学报. 2007(S2)
[9]预应力钢纤维混凝土板弯曲疲劳弹性模量试验研究[J]. 侯杰,程赫明,王时越,田芳. 土木工程学报. 2006(11)
[10]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)
博士论文
[1]玻璃纤维混凝土弯曲疲劳性能及累积损伤研究[D]. 吕雁.昆明理工大学 2013
[2]层布式钢纤维混凝土基本性能与应用研究[D]. 范小春.武汉理工大学 2008
硕士论文
[1]基于ANSYS的钢纤维钢筋混凝土梁的弯曲静载与疲劳性能分析[D]. 王林.成都理工大学 2017
[2]BFRP筋钢纤维高强混凝土梁受弯非线性有限元分析[D]. 王仁龙.郑州大学 2016
本文编号：3233187
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