不同几何尺寸混杂纤维混凝土物理模型的研究

由混凝土裂缝的扩展过程,建立了不同几何尺寸混杂纤维混凝土增强作用的物理模型,并用试验结果进行了验证。结果表明,模型与试验结果是一致的,可为几何混杂纤维混凝土的材料设计提供一定的理论基础。     

混杂纤维活性粉末混凝土的断裂性能

通过三点弯曲断裂试验,研究了钢纤维、钢纤维-粗聚烯烃纤维、钢纤维-聚乙烯醇纤维以及钢纤维-粗聚烯烃纤维-聚乙烯醇纤维对活性粉末混凝土(RPC)断裂韧性的改善效果.结果表明:与单掺钢纤维的RPC试件相比,钢纤维与粗聚烯烃或聚乙烯醇纤维混掺增强RPC试件的预制裂缝尖端出现数条细小的微裂缝,其荷载-挠度曲线和荷载-裂缝口张开位移(CMOD)曲线均表现出明显的"二次硬化"现象;当钢纤维体积分数为1.5%,聚乙烯醇或粗聚烯烃纤维掺量为9kg/m3时的混杂纤维RPC试件与单掺钢纤维RPC试件相比,其峰值荷载分别提高了54.4%和85.4%,断裂能分别提高了138.4%和88.5%,断裂韧度分别提高了111.9%和50.8%;当钢纤维体积分数为1.0%,粗聚烯烃纤维和聚乙烯醇纤维掺量均为3.0kg/m3或4.5kg/m3时,钢纤维、粗聚烯烃和聚乙烯醇纤维混掺表现出良好的混杂效应;钢纤维体积分数为1.0%~1.5%,合成纤维总掺量为9kg/m3时,对RPC断裂性能的改善效果最理想.     

不同几何尺寸纤维对混凝土力学性能的影响

选用不同几何尺寸的微细钢纤维、普通钢纤维、碳纤维,研究了它们对混凝土力学性能的影响。结果表明,增强作用按微细钢纤维、普通钢纤维、碳纤维次序递减;增韧作用按普通钢纤维、微细钢纤维、碳纤维次序递减。荷载与挠度曲线表明,碳纤维裂前增强与增韧作用优于微细钢纤维和普通钢纤维。     

混凝土断裂断GF的尺寸效应

断裂能ＧＦ是基于虚拟裂缝模型并考虑了混凝土软化特性的断裂参数，这个参数在混凝土的非线性开裂计算中是必不可少的。本采用楔入劈拉法研究了试件高度对混凝土断裂能的影响。研究结果表明，ＧＦ在一定范围内存在尺寸效应。然而当试件高度ｈ〉５００ｃｍ时，基本上无尺寸效应，这一结论对大体积混凝土结构的非线性开裂计算有着重要的意义。     

混凝土断裂能G_F的尺寸效应

断裂能ＧＦ是基于虚拟裂缝模型并考虑了混凝土软化特性的断裂参数，这个参数在混凝土的非线性开裂计算中是必不可少的．本文采用楔入劈拉法研究了试件高度对混凝土断裂能的影响．研究结果表明，ＧＦ在一定范围内存在尺寸效应．然而当试件高度ｈ＞５００ｃｍ时，基本上无尺寸效应．这一结论对大体积混凝土结构的非线性开裂计算有着重要的意义．     

不同结构型纤维对混凝土弯曲性能的混杂效应

为研究混杂使用结构型聚丙烯纤维及结构型钢纤维对混凝土弯曲性能的影响,通过纤维混凝土的三点弯曲试验,分析了结构型纤维对混凝土等效抗弯强度和能量吸收值的影响,并采用混杂效应系数τ定量分析结构型纤维对纤维混凝土弯曲韧性的混杂效应。结果表明：在单掺和混掺结构型纤维混凝土试件中,随着结构型聚丙烯纤维掺量从4 kg/m³增加到8 kg/m³,混凝土的等效抗弯强度和能量吸收值逐渐增大。当结构型钢纤维掺量为30 kg/m³时,加入结构型聚丙烯纤维对混凝土的弯曲韧性会产生正混杂效应,且在结构型聚丙烯纤维掺量为6 kg/m³时,存在最优的正混杂效应,可为实际工程中混杂使用结构型纤维提供一定的参照。     

混杂纤维混凝土断裂性能试验研究

本文通过15个尺寸为100mm×100mm×400mm的混杂纤维混凝士带缺口试件的断裂试验,探讨了钢纤维与聚丙烯粗纤维的混杂效应及其对混凝土裂缝亚临界扩展量、裂口尖端位移临界值、断裂韧度和断裂能的影响.试验结果表明,加入纤维可显著改善混凝土的断裂性能.     

混杂纤维超高性能混凝土力学性能尺寸效应

为研究钢-聚丙烯混杂纤维超高性能混凝土（HF-UHPC）的力学性能尺寸效应规律,考虑纤维参数的影响,对不同尺寸HF-UHPC试件开展立方体抗压强度和轴心受压力学性能试验.结果表明：随着钢纤维掺量和钢纤维长径比的增加,试件立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心受压峰值应变的尺寸效应更加显著;随着聚丙烯纤维掺量的增加,试件立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心受压峰值应变的尺寸效应变化幅度较小,呈现先减后增趋势;试件弹性模量的尺寸效应受混杂纤维参数影响很小,可忽略不计.此外,基于试验结果揭示了试件抗压强度尺寸效应产生机理,并建立了试件抗压强度尺寸效应律参数的计算公式,可用于不同尺寸试件的抗压强度计算.     

混杂纤维混凝土耐久性及混杂效应研究

为了研究混杂纤维混凝土的耐久性,采用纤维素纤维(CTF)、复合单丝纤维(PF)、复合微筋纤维(VS)单掺、混掺的方式设计试验,通过抗渗试验、抗氯离子渗透试验、碳化试验及干缩试验,对比分析了纤维混杂方式和纤维混掺比例对混凝土耐久性的影响,并引入混杂效应增强系数研究了不同纤维混掺的混杂效应。结果表明,单掺时,PF纤维耐久性提高水平最优;纤维混杂掺入时,CTF、VS纤维对PF纤维有较好的补充作用,对混杂效应贡献较大,可以大大提高纤维混凝土的耐久性。     

钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土断裂性能的混杂效应

通过钢-聚丙烯混杂纤维高强混凝土试件的楔劈拉伸断裂试验,研究了混杂纤维高强混凝土断裂参数的纤维混杂效应.结果表明,钢纤维在混杂纤维高强混凝土断裂性能的改善方面起着主导作用,聚丙烯纤维对高强混凝土断裂性能的改善具有局限性;混杂纤维高强混凝土的断裂韧度及断裂能,在钢纤维体积率为1.5%时,钢纤维与聚丙烯纤维表现出较好的协同混杂效应,尤以断裂能更为显著,而当聚丙烯纤维掺量为0.9 kg/m3时,仅在钢纤维掺量较小时方具有正混杂效应.同时,不同类型的钢纤维与聚丙烯纤维对高强混凝土各断裂参数的混杂效应具有不同的影响.     

不同尺寸钢纤维混杂增强水泥砂浆的力学性能

研究了不同尺寸（微细、中等）钢纤维混杂增强水泥砂浆的力学性能．结果表明：在钢纤维体积分数一定的情况下,混杂钢纤维对水泥砂浆力学性能的改善作用可优于单一直径钢纤维;不同尺寸钢纤维的混杂对水泥砂桨抗折强度的提高具有明显的混杂效应;集胶比是影响混杂钢纤维水泥砂浆力学性能的重要因素,集胶比越大,最优钢纤维混杂所需中等直径钢纤维的体积分数也应越大;2种不同直径钢纤维的混杂对水泥砂浆断裂能及断裂韧性的提高有协同效应．     

短切玄武岩纤维混凝土基本力学性能的尺寸效应

为了研究短切玄武岩纤维混凝土试件尺寸变化对其基本力学性能的影响,对不同纤维长度（15,25 mm）、纤维体积掺量（0.1%,0.2%）、基体混凝土强度等级（C30,C40）的330个短切玄武岩纤维混凝土（BFRC）试件分别进行了立方体抗压强度、轴心抗压强度、劈裂抗拉强度、弯曲抗拉强度试验并对试验数据处理,以尺寸效应度反映尺寸效应规律。研究结果表明:玄武岩纤维混凝土立方体抗压强度试件的尺寸换算系数受混凝土的强度等级、纤维长度、纤维体积掺量的影响较小;轴心抗压强度的尺寸效应随混凝土强度等级、纤维长度、纤维体积掺量的增大均有所提高;劈裂抗拉强度随混凝土强度等级变化,其尺寸效应不明显,但随纤维长度的减小及纤维体积掺量的增加,尺寸效应有增大趋势;混凝土强度等级和纤维长度的改变对混凝土弯曲抗拉强度的尺寸效应影响不大,但随纤维体积掺量的增加,尺寸换算系数先减小后变大。     

不同纤维长度的混杂钢纤维混凝土本构模型EI北大核心CSCD

为了充分发挥不同长度纤维的桥接作用,在混凝土基体中加入不同长度的混杂钢纤维,构成混杂钢纤维混凝土.考虑混凝土开裂后钢纤维的脱黏全过程,利用黏结-滑移模型来模拟混杂钢纤维的增强作用,建立了混杂钢纤维应力与裂缝宽度的关系.考虑到长、短钢纤维随裂缝扩展的黏结状态不同,将混杂钢纤维的增强作用分为3个阶段.基于经典的弥散开裂本构模型,将混杂钢纤维桥接作用视为应力增强,建立混杂钢纤维混凝土本构模型.将所提出的混杂钢纤维混凝土本构模型引入有限元软件Abaqus中,建立了混杂钢纤维混凝土四点弯曲试验有限元模型.通过比较试验数据与数值模拟结果,验证了所提出本构模型的正确性.     

纤维增强活性粉末混凝土(RPC)断裂能的研究

通过三点弯曲梁法测试了钢纤维、混杂纤维（钢纤维、聚丙烯纤维）增强RPC试件的断裂能．试验结果表明,钢纤维对RPC的增强增韧效果显著,而混杂纤维的效果更佳,给出了断裂能、特征长度等参数随纤维掺量的变化趋势,得出较优的纤维掺量,并分析了纤维增强RPC的整个破坏过程,对其破坏机理进行了初步探讨．     

FRP加固钢筋混凝土结构尺寸效应的研究进展

为提高纤维增强复合材料(FRP)加固大尺寸钢筋混凝土构件设计的合理性,对FRP加固钢筋混凝土构件尺寸效应的研究现状进行了综述和分析,重点介绍了FRP材料、FRP和混凝土之间的粘结强度、FRP加固钢筋混凝土梁和FRP加固钢筋混凝土柱的尺寸效应研究成果;在归纳总结的基础上,对FRP加固钢筋混凝土结构尺寸效应的研究提出了建议...     

混杂纤维混凝土增强机理研究综述

分析了钢纤维和有机纤维对混凝土的增强机理及研究方法,回顾总结了目前混杂纤维增强混凝土的研究现状,对其应用前景进行了初步探讨和展望。     

混凝土断裂尺寸效应律的探讨

混凝土结构断裂破坏的尺寸效应现象是８０年代初兴起的热点问题。本文在前人研究成果的基础上,对混凝土断裂尺寸效应律公式进行了探讨,建立了混凝土断裂韧度与试件尺寸之间的关系,并用试验数据进行了验证。     

钢纤维和碳纤维混凝土力学性能的研究

研究了碳纤维和钢纤维混凝土的力学性能．结果表明，碳纤维混凝土的劈拉强度、断裂能和断裂韧性显著低于钢纤维混凝土；不同直径钢纤维混凝土的荷载～挠度曲线显示，微细钢纤维峰值前的作用大于较大直径钢纤维，而峰值后的作用则小于较大直径钢纤维．不同几何尺寸的钢纤维在混凝土中具有不同的作用效果，即钢纤维的增强作用具有显著的尺寸效应．     

截面尺寸对钢筋混凝土轴心受压构件耐火极限的影响

尺寸效应对混凝土构件力学性能有着明显的影响,曾一度是混凝土材料构件研究领域的热点,但尺寸效应对混凝土构件抗火性能影响的研究鲜见文献报导。试验室通常进行的火灾试验是缩尺试验,但因尺寸效应的影响,试验结果不能简单推及和运用于实际工程构件抗火性能的评估。本文利用经过验证的数值分析模型研究了截面尺寸对钢筋混凝土轴心受压构件耐火极限的影响,给出了参照试件受火时间与高温时承载力的关系图,建立了耐火极限与截面尺寸的函数关系,并用实例验证该函数关系的有效性。同时本文也提出了"等效受火时间"的概念,给出截面分层的方法和确定该时间的截面温度分布条件。