玄武岩纤维增强混凝土断裂性能研究

发布时间：2022-02-18 14:19

　　混凝土作为最通用的建筑材料被广泛应用于水利工程建设中,但混凝土自身存在的易开裂、抗拉强度低以及韧性差等缺陷限制了其在大型水工结构中的应用和发展。而玄武岩纤维混凝土作为一种新型材料,具有韧性好、强度高以及稳定性好等优势可有效抑制裂缝的产生和发展。因此,开展玄武岩纤维增强混凝土抗裂性能研究对混凝土结构防止裂缝及提高耐久性具有重大实践意义。本文通过试验、电镜扫描以及数值模拟相结合的方法对玄武岩纤维增强混凝土断裂性能进行了分析与研究,以期能够系统的阐释玄武岩纤维对混凝土的增韧增强机理。主要结论如下:（1）本文开展了玄武岩纤维混凝土抗压、劈拉、抗弯等基本力学试验,并通过电镜扫描观察其微观结构,经分析与比较,得出掺入长度为6mm,掺量为2‰的玄武岩纤维能够较好的增强混凝土的力学性能。（2）分析了玄武岩纤维混凝土断裂力学性能试验结果,得出各断裂参数的计算值,并绘制不同纤维掺量的混凝土P-CMOD曲线,结果表明玄武岩纤维可提升混凝土材料的峰值荷载和韧性。（3）本文提出了适用于纤维混凝土力学性能的细观损伤力学模型,将玄武岩纤维混凝土基本力学性能的试验与数值模拟结果进行对比与分析,以验证模型的可行性;通过... 

【文章来源】：青海大学青海省211工程院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 纤维混凝土国内外研究现状
        1.2.1 纤维混凝土力学特性研究现状
        1.2.2 BFRC力学特性研究现状
        1.2.3 纤维混凝土破坏机理研究现状
        1.2.4 纤维混凝土断裂模型研究现状
    1.3 研究内容、技术路线与创新点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 创新点
第2章 BFRC试验设计
    2.1 原材料和配合比
        2.1.1 原材料
        2.1.2 配合比
    2.2 试验方案
        2.2.1 试件制作
        2.2.2 试验与计算方法
    2.3 本章小结
第3章 BFRC试验结果与讨论
    3.1 BFRC基本力学性能试验结果与讨论
        3.1.1 BFRC破坏形态
        3.1.2 BFRC基本力学性能试验结果
    3.2 BFRC断裂力学性能试验结果与讨论
        3.2.1 P-CMOD曲线
        3.2.2 断裂参数的试验结果与分析
    3.3 BFRC微观结构及影响因素分析
        3.3.1 BFRC水泥砂浆微观形貌
        3.3.2 玄武岩纤维掺量和长度对混凝土的影响
    3.4 本章小结
第4章 BFRC数值模拟原理分析
    4.1 DIGIMAT与 ABAQUS有限元软件耦合分析
    4.2 两相复合材料的均匀化方法
    4.3 玄武岩纤维混凝土双夹杂模型
    4.4 渐进损伤模型
        4.4.1 三维Hashin失效准则和失效指标
        4.4.2 损伤演化
    4.5 本章小结
第5章 BFRC力学性能数值模拟结果分析
    5.1 混凝土弹性模量数值模拟结果分析
        5.1.1 解析解与数值计算结果分析
        5.1.2 混凝土的细观影响因素分析
    5.2 BFRC基本力学性能数值模拟结果分析
        5.2.1 数值模型的建立
        5.2.2 BFRC基本力学试验与数值模拟结果对比与分析
        5.2.3 骨料含量对BFRC强度的影响
        5.2.4 BFRC尺寸效应的数值结果分析
    5.3 BFRC断裂力学性能数值模拟结果分析
        5.3.1 三点弯曲梁模型的建立
        5.3.2 BFRC断裂力学试验与数值模拟结果对比与分析
        5.3.3 BFRC尺寸效应的数值结果分析
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纤维再生混凝土力学性能的试验研究[J]. 王建超,陆佳韦,周静海,梅长周.  混凝土. 2018(12)
[2]高致密增韧水工混凝土的制备及其性能研究[J]. 唐欣薇,何奇滨,周元德,张楚汉.  水利学报. 2018(12)
[3]超高强玄武岩纤维混凝土力学性能研究[J]. 杨智硕,张晔芝,叶梅新,陈明霞.  建筑科学. 2018(11)
[4]基于SEM的玄武岩纤维混凝土力学性能及微观结构研究[J]. 林家富.  施工技术. 2018(18)
[5]钢纤维混凝土的弯曲性能试验研究[J]. 李英娜,张井财,张春巍,薛启超.  混凝土. 2018(08)
[6]基于ABAQUS纤维梁的钢筋混凝土材料模型二次开发[J]. 张皓,曹光伟,李宏男,王德斌,李敏.  沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2018(04)
[7]玄武岩纤维混凝土抗压强度分析与微观表征[J]. 高真,曹鹏,孙新建,赵亚伟.  水力发电学报. 2018(08)
[8]基于DIGIMAT的混凝土等效弹性模量研究[J]. 高真,曹鹏,孙新建,黄绵松,李劲松.  水利水电技术. 2018(05)
[9]纤维混凝土梁研究综述[J]. 李春蕊,王学志,李根,胡柯心,张晓飞.  硅酸盐通报. 2018(04)
[10]钢纤维混凝土增韧效果研究[J]. 李世超,黄瑞源,李龙,陈耀慧.  混凝土. 2017(12)

硕士论文
[1]玄武岩纤维增强活性粉末混凝土的断裂性能数值模拟研究[D]. 鲁云龙.哈尔滨工程大学 2016
[2]混凝土断裂能和双K断裂参数的试验研究[D]. 邵若莉.大连理工大学 2005
[3]混凝土双参数和双K参数模型的比较研究[D]. 宣方龙.大连理工大学 2002



本文编号：3630990