低温钢纤维混凝土梁抗折疲劳特性的试验研究

在国内外有关钢纤维混凝土疲劳特性研究的基础上,试验研究了低温下钢纤维混凝土梁抗折疲劳特性.试验结果表明,应力水平对低温养护钢纤维混凝土梁抗折疲劳寿命产生显著影响,低应力水平下的疲劳寿命远远高于高应力水平下的疲劳寿命.     

钢纤维混凝土疲劳断裂与损伤特性的试验研究

用三点弯曲梁试件测定了钢纤维混凝土的等效断裂韧度KeIC和裂纹口张开位移的临界值CTODc,研究了预疲劳加载幅值对钢纤维混凝土断裂特性的影响规律。试验证明 :当预疲劳加载幅值超过某一阈值后 ,钢纤维混凝土的断裂参数有所降低 ,它们是与预疲劳加载幅值有关的物理量。另外 ,对钢纤维混凝土作了等幅疲劳断裂试验 ,研究了钢纤维混凝土在弯曲疲劳荷载下的不可逆变形发展、疲劳寿命、吸收能量规律及损伤特性 ,研究表明 :疲劳过程中能量吸收相对值可以较为真实地反映疲劳损伤演化规律     

预应力钢纤维混凝土板弯曲疲劳挠度试验研究

抗疲劳性能是结构及构件的重要性能指标之一,本文通过弯曲疲劳试验对3种钢纤维体积率(0%、1%、2%)的预应力钢纤维混凝土板在不同应力水平(0.75、0.80、0.85)下的弯曲疲劳挠度变化规律以及疲劳损伤特性进行了研究,得到了不同钢纤维体积率及不同应力水平下预应力钢纤维混凝土板的跨中挠度曲线,揭示了预应力钢纤维混凝土板的跨中挠度在疲劳过程中呈现3阶段分布并且在循环第Ⅱ阶段呈线性,疲劳破坏时板的挠度约为其初始挠度的2.4倍的规律。在此基础之上,根据M iner线性累积损伤理论建立了疲劳寿命预测模型,用该模型预测得出的疲劳寿命与实测寿命在3倍离散范围内。     

预应力钢纤维混凝土板弯曲疲劳弹性模量试验研究

对三种不同钢纤维掺量(0%、1%、2%)的预应力钢纤维混凝土板在不同应力水平(0.80、0.85)下的疲劳弹性模量衰减规律进行研究,得到了预应力钢纤维混凝土板跨中下表面弹性模量衰减曲线以及同钢纤维掺量、同应力水平的跨中上表面弹性模量衰减曲线。揭示了预应力钢纤维混凝土板的弹性模量在弯曲疲劳过程中呈现三阶段衰减并且衰减曲线在第二阶段基本呈线性,当板发生疲劳破坏时其弹性模量衰减至初始弹性模量的59.9%左右的规律。在此基础上根据Miner累积损伤原理建立了疲劳寿命预测模型并提出了采用微损试验来预测疲劳寿命的方法,用该方法预测的疲劳寿命与实测寿命在三倍离散范围内。     

钢纤维再生混凝土弯曲疲劳性能研究

对普通混凝土(NC)、再生混凝土(RAC)、钢纤维混凝土(SFRC)和钢纤维再生混凝土(SFRRAC)的弯曲疲劳性能进行了试验研究。分析了应力水平、再生骨料和钢纤维对混凝土弯曲疲劳寿命和离散性的影响规律。在试验研究的基础上,应用疲劳寿命统计学理论拟合了各组混凝土材料弯曲疲劳寿命的两参数威布尔分布,并建立了相应的单对数和双对数弯曲疲劳方程。结果表明,再生混凝土的疲劳寿命明显低于天然骨料混凝土,离散性也更大;钢纤维可以显著提高混凝土的疲劳寿命,并降低离散性。各组混凝土材料的弯曲疲劳寿命很好地服从两参数的威布尔分布;建立的单对数和双对数弯曲疲劳方程与试验实测数据吻合良好。     

纤维种类和总掺量对混凝土弯曲疲劳寿命分布的影响

分析不同应力水平下普通混凝土、钢纤维混凝土及钢与聚丙烯混杂纤维混凝土(75%聚丙烯纤维和25%钢纤维)的弯曲疲劳试验结果,以得到纤维种类和纤维总掺量对混凝土弯曲疲劳寿命分布的影响及疲劳模型。据分析,所选取的疲劳数据符合两参数Weibull分布模型,且根据Kolmogorov-Smirnov方法的拟合优度检验结果良好。结果表明:0.9应力水平下纤维掺入对混凝土疲劳寿命不利,掺钢与聚丙烯混合纤维比仅掺钢纤维对混凝土疲劳寿命更加不利;0.75~0.85应力水平下Vf=1%是最佳总掺量;0.7应力水平下Vf=0.5%是最佳总掺量。给定应力水平和给定掺量下,仅掺钢纤维比钢与聚丙烯混杂纤维效果好。     

钢纤维掺量对活性粉末混凝土疲劳强度的影响

选取钢纤维掺量为0%,1.5%,3%活性粉末混凝土(RPC),通过8种不同应力水平进行等幅单轴疲劳试验,由试验结果拟合得活性粉末混凝土应力—疲劳寿命曲线拟合,得出钢纤维含量对活性粉末混凝土疲劳强度的影响。     

钢纤维钢筋混凝土梁弯曲性能与疲劳寿命试验研究

通过对不同钢纤维掺量下钢筋混凝土梁进行弯曲静载和等幅疲劳试验,分析了混凝土和钢筋应变的变化规律,研究了纤维掺量对梁弯曲变形性能和疲劳性能的影响,结果表明掺入钢纤维可以延缓中性轴的上升,提高梁的变形性能;各梁的应变发展均随着循环荷载的增加而呈现三阶段的规律;相同的应力水平条件下,钢纤维钢筋混凝土梁的疲劳寿命高于普通钢筋混凝土梁。     

活性粉末混凝土的疲劳强度研究

针对活性粉末混凝土的疲劳强度进行了研究,通过对24个尺寸为70min×70mm×210mm的活性粉末混凝土试件施加轴向压疲劳荷载,获得了不同应力水平和应力比作用下活性粉末混凝土的疲劳寿命.结果表明,活性粉末混凝土的疲劳寿命统计分布规律服从两参数Weibull分布,建立了活性粉末混凝土的疲劳寿命方程,确定了方程中的参数,研究结果可用以预测一定存活率要求下活性粉末混凝土的疲劳寿命.     

钢纤维混凝土的疲劳“锻炼效应”

本文通过试验研究了钢纤维混凝土在变幅载荷作用下的疲劳损伤机理.试验中发现;经历先低后高的变载模式作用,且低应力的循环次数低于某临界值时,钢纤维混凝土具有低应力循环下的疲劳“锻炼效应”.     

钢筋钢纤维高强混凝土梁疲劳试验研究及刚度计算

通过1根钢筋高强混凝土梁和12根钢筋钢纤维高强混凝土梁的静载及等幅疲劳试验,分析静载和疲劳荷载作用下钢筋钢纤维高强混凝土梁挠度和刚度变化规律,以及疲劳应力比、钢纤维类型、钢纤维体积率、钢纤维掺入截面高度和混凝土强度等对钢筋钢纤维高强混凝土梁挠度的影响。结果表明：在钢筋高强混凝土梁中掺加钢纤维能有效限制梁刚度的退化,显著提高梁的抗弯刚度,减小梁的跨中挠度,使静载和疲劳荷载作用下梁的跨中挠度分别降低了19.0%~69.1%和15.0%~61.0%。在试验研究的基础上,通过理论分析修正了静载作用下钢纤维影响梁短期刚度的系数,提出了考虑疲劳次数和钢纤维含量特征值影响的钢筋高强混凝土梁疲劳刚度的计算方法,并将计算结果与试验结果进行了对比,两者符合较好。     

Structural behavior of strengthened bridge deck specimens under fatigue loading

The deterioration of concrete bridge decks that have been directly damaged by traffic loads affects their durability, safety, and function. It is therefore necessary to strengthen the damaged concrete structures. Even though there have been many experiments performed to investigate the static behavior of strengthened structures, few experiments or analyses have considered their fatigue behavior.

In this study, fatigue tests were conducted on bridge decks strengthened using various fiber-reinforced polymer plastics, such as carbon fiber sheet, glass fiber sheet, and grid-type carbon fiber reinforced plastic. All of the strengthened specimens were shown to have an improved resistance to crack propagation and better stress distributions. The Weibull distribution was adopted to analyze the fatigue life of the decks. The fatigue life limits of the strengthened bridge decks were determined at higher stress levels, and the grid-type carbon reinforced plastic specimens proved to be the most effective.     

改性聚丙烯(粗)-钢纤维混杂对混凝土增强增韧性能的试验研究

通过大量的试验对比,得到凯泰(CTA)改性聚丙烯纤维(粗)与钢纤维的混杂对混凝土性能的影响效果。高弹性模量的钢纤维能够提高混凝土的抗压强度、初裂应力和抗弯强度,低弹性模量的改性聚丙烯(粗)纤维可以提高混凝土的韧性和抗弯能力。通过调节两种不同性能的纤维在混凝土中的配合比,可以综合提高混凝土各方面的性能,满足工程对纤维混凝土的不同功能要求,包括抗冲击性能、抗裂、较好的弯曲韧性和抗疲劳性能等。     

预应力碳纤维布加固混凝土梁弯曲疲劳性能试验研究

目前,对预应力碳纤维布加固梁的疲劳性能研究甚少。通过对7根预应力碳纤维布加固混凝土T形梁弯曲疲劳性能的试验研究,考察了预应力碳纤维布加固量、钢筋配筋率、等幅变幅疲劳以及加固前疲劳损伤对加固梁疲劳性能的影响。试验结果表明,与非预应力碳纤维布加固梁相比,预应力碳纤维布加固后混凝土梁中受拉钢筋应力幅显著降低,混凝土梁疲劳寿命明显延长。     

道面合成纤维混凝土弯曲疲劳试验

对两种合成纤维混凝土和普通混凝土的弯曲疲劳性能进行了试验和比较.结果表明掺入合成纤维能提高混凝土的抗疲劳性能.在相同应力比下,合成纤维混凝土的疲劳寿命是普通混凝土的1.8～2.6倍,对延长道面混凝土的使用年限有很大帮助.     

钢纤维混凝土弯曲韧性测试方法与评价标准

按照不同国家的有关标准进行了大量钢纤维混凝土梁的弯曲韧性试验，并依据试验结果，对比了目前国际上应用较为广泛的钢纤维混凝土弯曲韧性标准的优缺点，为我国纤维混凝土技术规程的修订奠定了基础．     

超高韧性水泥基复合材料单轴压缩疲劳性能研究

对超高韧性水泥基复合材料（UHTCC）进行单轴压缩疲劳试验,研究其压缩疲劳寿命、疲劳变形特征、纤维破坏形态以及疲劳寿命方程。结果表明：在单轴压缩疲劳荷载作用下,UHTCC材料的三阶段变形特征与普通混凝土以及钢纤维混凝土类似,所不同的是,该材料在疲劳荷载作用下的变形明显大于其静载包络线,具有更优异的变形能力,在疲劳破坏时呈现更显著的延性特征;疲劳破坏后,疲劳破坏面上的纤维受到严重挤压,其形态不同于纤维初始形态以及单调荷载作用下纤维的破坏形态。UHTCC材料的压缩疲劳寿命服从威布尔分布,p-S-N双对数方程可根据威布尔参数拟合得到。该研究结果可为UHTCC材料的工程应用提供参考。     

Effects of PET fiber arrangement and dimensions on mechanical properties of concrete

Concrete has low tensile strength and crack resistance. Its weaknesses could be enhanced with the addition of fiber. Polyethylene terephthalate (PET) fibers are generally used in concrete as discrete reinforcement in substitution of steel fiber. Fibers obtained by hand cutting of PET bottles are in the form of straight slit sheets, which impart weaker bonding in concrete matrix. The bonding of the fibers however may be improved by using other geometries such as flattened-end sheet pattern. So far, there are no guidelines for defining the geometry and dimensions of PET fibers. Therefore, this paper focuses on the use of fibers with different geometries and dimensions and investigates their effects on the mechanical properties of concrete. Test results show that geometry of fibers has a small effect on the workability of concrete. The use of smaller dimensions of fiber improves the workability. Enhancement in the strength and energy dissipation capacity of fiber concretes was observed from the use of flattened-end fibers of smaller dimensions. Furthermore, a higher ultrasonic pulse velocity value was observed for concrete made from smaller fibers as compared to fibers of larger dimensions.