柔性纤维混凝土箱梁力学性能与破坏特征研究
发布时间：2021-01-24 00:26
随机分散的短切柔性纤维对混凝土具有阻裂作用,可以改善其力学性能与破坏特征。关于柔性纤维对混凝土各项力学性能的影响已有许多研究,并取得重要成果[1-4]。但目前柔性纤维在铁路混凝土箱梁桥上的应用研究尚少见。因此,有必要研究掺加柔性纤维的混凝土箱梁力学性能与破坏特征。本文研究目的是:掌握柔性纤维混凝土的力学性能;通过高速摄像观测试验,阐明纤维混凝土的破坏特征;开展缩尺箱梁模型试验,揭示柔性纤维混凝土箱梁力学性能,量化纤维对混凝土箱梁的增强效果。本文以典型铁路简支箱梁为原型开展研究,主要研究内容及成果分别为:（1）分析了经典纤维混凝土增强理论,并用ABAQUS模拟一个400mm×200mm×1mm的有限宽板Ⅰ型裂纹有限元模型,在相同受力情况下分析其在有纤维和无纤维时的应力强度因子和应变能释放率,验证其与理论值是否吻合。主要结论:裂纹在穿过柔性纤维时,柔性纤维能有效减小裂纹前端总应力强度因子,从而抑制裂纹继续扩展;数值结果表明有纤维时的应变能释放率仅为无纤维时的79%,说明纤维可以有效减小用于产生新裂纹面增量的能量,从而有效提高混凝土抗拉强度等力学性能。（2）研究C55混...
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-2Romualdi模型
图 2.2-2 复合材料受力情况[62]基本假定，当沿纤维方向施加外力时，可用下式计算顺向连续纤维应力和弹性模量[61]。= + 1- )c f f m m f f m fF f f f f（ (=E + 1- )c f f m m f f m fE E E E（ 式中 ：cF 、cE —— 复合材料的平均应力、弹性模量。mf 、mE 、m —— 基体的应力、弹性模量、体积率；ff 、fE 、f —— 纤维的应力、弹性模量、体积率。2-5)、(2.2-6)表明，复合材料的应力和弹性模量与各组成材料(各相模量、体积率密切相关[62]。顺向不连续纤维复合材料的应力分析[62]在不连续纤维混凝土复合材料中，纤维长度一定，并在混凝土中有向分布，如图2.2-3所示。荷载由混凝土通过其与纤维的界面传递给
[62]假定在不连续纤维混凝土复合材料中，纤维长度一定，并在混凝土中有规律地沿受力方向分布，如图2.2-3所示。荷载由混凝土通过其与纤维的界面传递给纤维。由于纤维和基体在应变上存在差异，将在混凝土与纤维截面沿着纤维轴向产生剪应力，且沿纤维长度的分布是不均匀的，剪应力在纤维端部位最大，中部为零，拉应力的分布则与剪应力相反，是中部最大，端部为零[61]。图 2.2-3 不连续纤维复合材料单向拉伸纤维应力分布状态[62]① 当纤维长度较短时，纤维与混凝土界面的粘接面积较小，使得纤维与混凝
【参考文献】：
期刊论文
[1]短切玄武岩纤维对混凝土的增强效果及机理[J]. 孙冠东,焦华喆,陈新明,韩振宇,李拴杰. 工业建筑. 2018(01)
[2]桥梁施工中钢纤维混凝土施工技术[J]. 邢增楠. 交通世界. 2017(36)
[3]聚丙烯纤维增强混凝土拉压比试验[J]. 张延年,董浩,刘晓阳,郑怡. 沈阳工业大学学报. 2017(01)
[4]冲击荷载作用下钢纤维混凝土配筋梁性能试验[J]. 窦国钦,杜修力,李亮. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2015(10)
[5]C55聚丙烯纤维高性能混凝土在铁路桥梁主体结构中应用技术研究[J]. 李瑞俊. 高速铁路技术. 2015(03)
[6]钢筋混凝土梁抗冲击性能和设计方法研究[J]. 赵德博,易伟建. 振动与冲击. 2015(11)
[7]高速摄像技术在材料科学研究中的应用和发展[J]. 李慕阳,陈松,谢明,郭俊梅,马俊,吴建昆,任县利,胡洁琼,王塞北. 贵金属. 2014(S1)
[8]纤维混凝土在大节段预制混凝土箱梁湿接头中的应用研究[J]. 辛公锋,贾玉,李迅. 山东交通科技. 2014(04)
[9]纤维增强混凝土中纤维分布表征及调控的研究进展[J]. 李长风,刘加平,刘建忠,阳知乾,崔巩. 混凝土. 2014(07)
[10]MMLS3加速加载试验模型路面结构相似性设计[J]. 苏志翔,李淑明,吴小虎. 长沙理工大学学报(自然科学版). 2014(01)
博士论文
[1]钢管混凝土圆弧拱压弯性能实验与支护应用[D]. 刘珂铭.中国矿业大学(北京) 2016
[2]基于多级等幅荷载下的沥青混合料损伤累积和沥青面层疲劳损伤破坏研究[D]. 吴志勇.华南理工大学 2014
[3]钢纤维聚合物高强结构混凝土的力学性能研究[D]. 郑顺潮.华南理工大学 2010
[4]超大跨径混合梁斜拉桥宽箱梁高性能混凝土防裂技术与耐久性研究[D]. 查进.武汉理工大学 2008
[5]预应力混凝土箱梁桥开裂的数值分析方法[D]. 龙佩恒.同济大学 2005
[6]混凝土薄壁箱梁受力性能的试验研究与分析[D]. 祝明桥.湖南大学 2004
硕士论文
[1]竹纤维混凝土力学性能试验研究与耐久性分析[D]. 张昌.上海交通大学 2014
[2]纤维混凝土力学性能及耐久性能试验研究[D]. 杨雯雯.山东大学 2012
[3]钢纤维聚合物高强混凝土受压本构关系研究[D]. 李保军.华南理工大学 2011
[4]基于复合材料力学理论的冻土本构模型探索[D]. 陈立杰.西北农林科技大学 2010
[5]聚丙烯纤维混凝土在旧桥加固中的应用研究[D]. 生墨海.长安大学 2010
[6]混凝土箱梁短期和长期受力性能的比拟杆分析[D]. 伍琼芳.湖南大学 2009
[7]钢筋混凝土箱梁纤维混凝土铺装层力学性能试验研究[D]. 吴德明.重庆交通大学 2009
[8]钢纤维轻骨料混凝土基本力学性能的试验研究[D]. 孙艳秋.华侨大学 2006
[9]钢纤维混凝土的韧性特征在隧道支护结构设计中的应用[D]. 刘红燕.西南交通大学 2003
本文编号：2996206
【文章来源】：重庆交通大学重庆市
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
-2Romualdi模型
图 2.2-2 复合材料受力情况[62]基本假定，当沿纤维方向施加外力时，可用下式计算顺向连续纤维应力和弹性模量[61]。= + 1- )c f f m m f f m fF f f f f（ (=E + 1- )c f f m m f f m fE E E E（ 式中 ：cF 、cE —— 复合材料的平均应力、弹性模量。mf 、mE 、m —— 基体的应力、弹性模量、体积率；ff 、fE 、f —— 纤维的应力、弹性模量、体积率。2-5)、(2.2-6)表明，复合材料的应力和弹性模量与各组成材料(各相模量、体积率密切相关[62]。顺向不连续纤维复合材料的应力分析[62]在不连续纤维混凝土复合材料中，纤维长度一定，并在混凝土中有向分布，如图2.2-3所示。荷载由混凝土通过其与纤维的界面传递给
[62]假定在不连续纤维混凝土复合材料中，纤维长度一定，并在混凝土中有规律地沿受力方向分布，如图2.2-3所示。荷载由混凝土通过其与纤维的界面传递给纤维。由于纤维和基体在应变上存在差异，将在混凝土与纤维截面沿着纤维轴向产生剪应力，且沿纤维长度的分布是不均匀的，剪应力在纤维端部位最大，中部为零，拉应力的分布则与剪应力相反，是中部最大，端部为零[61]。图 2.2-3 不连续纤维复合材料单向拉伸纤维应力分布状态[62]① 当纤维长度较短时，纤维与混凝土界面的粘接面积较小，使得纤维与混凝
【参考文献】：
期刊论文
[1]短切玄武岩纤维对混凝土的增强效果及机理[J]. 孙冠东,焦华喆,陈新明,韩振宇,李拴杰. 工业建筑. 2018(01)
[2]桥梁施工中钢纤维混凝土施工技术[J]. 邢增楠. 交通世界. 2017(36)
[3]聚丙烯纤维增强混凝土拉压比试验[J]. 张延年,董浩,刘晓阳,郑怡. 沈阳工业大学学报. 2017(01)
[4]冲击荷载作用下钢纤维混凝土配筋梁性能试验[J]. 窦国钦,杜修力,李亮. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2015(10)
[5]C55聚丙烯纤维高性能混凝土在铁路桥梁主体结构中应用技术研究[J]. 李瑞俊. 高速铁路技术. 2015(03)
[6]钢筋混凝土梁抗冲击性能和设计方法研究[J]. 赵德博,易伟建. 振动与冲击. 2015(11)
[7]高速摄像技术在材料科学研究中的应用和发展[J]. 李慕阳,陈松,谢明,郭俊梅,马俊,吴建昆,任县利,胡洁琼,王塞北. 贵金属. 2014(S1)
[8]纤维混凝土在大节段预制混凝土箱梁湿接头中的应用研究[J]. 辛公锋,贾玉,李迅. 山东交通科技. 2014(04)
[9]纤维增强混凝土中纤维分布表征及调控的研究进展[J]. 李长风,刘加平,刘建忠,阳知乾,崔巩. 混凝土. 2014(07)
[10]MMLS3加速加载试验模型路面结构相似性设计[J]. 苏志翔,李淑明,吴小虎. 长沙理工大学学报(自然科学版). 2014(01)
博士论文
[1]钢管混凝土圆弧拱压弯性能实验与支护应用[D]. 刘珂铭.中国矿业大学(北京) 2016
[2]基于多级等幅荷载下的沥青混合料损伤累积和沥青面层疲劳损伤破坏研究[D]. 吴志勇.华南理工大学 2014
[3]钢纤维聚合物高强结构混凝土的力学性能研究[D]. 郑顺潮.华南理工大学 2010
[4]超大跨径混合梁斜拉桥宽箱梁高性能混凝土防裂技术与耐久性研究[D]. 查进.武汉理工大学 2008
[5]预应力混凝土箱梁桥开裂的数值分析方法[D]. 龙佩恒.同济大学 2005
[6]混凝土薄壁箱梁受力性能的试验研究与分析[D]. 祝明桥.湖南大学 2004
硕士论文
[1]竹纤维混凝土力学性能试验研究与耐久性分析[D]. 张昌.上海交通大学 2014
[2]纤维混凝土力学性能及耐久性能试验研究[D]. 杨雯雯.山东大学 2012
[3]钢纤维聚合物高强混凝土受压本构关系研究[D]. 李保军.华南理工大学 2011
[4]基于复合材料力学理论的冻土本构模型探索[D]. 陈立杰.西北农林科技大学 2010
[5]聚丙烯纤维混凝土在旧桥加固中的应用研究[D]. 生墨海.长安大学 2010
[6]混凝土箱梁短期和长期受力性能的比拟杆分析[D]. 伍琼芳.湖南大学 2009
[7]钢筋混凝土箱梁纤维混凝土铺装层力学性能试验研究[D]. 吴德明.重庆交通大学 2009
[8]钢纤维轻骨料混凝土基本力学性能的试验研究[D]. 孙艳秋.华侨大学 2006
[9]钢纤维混凝土的韧性特征在隧道支护结构设计中的应用[D]. 刘红燕.西南交通大学 2003
本文编号：2996206
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