细微钢纤维增强RAC强度及损伤本构模型研究

细微钢纤维作为再生混凝土性能增强材料,在提升再生混凝土强度和韧性方面具有较大的优势。基于此,对不同细微钢纤维体积掺量的再生混凝土力学性能以及单轴受压下损伤本构方程和损伤演化方程进行了研究。结果表明：随着掺入不同体积掺量的细微钢纤维,再生混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、轴心抗压强度、峰值应变、弹性模量、韧性等力学性能均有不同程度提升,特别是掺量在细微钢纤维体积掺量1.5%时增强效果最明显;分别建立了细微钢纤维特征值与抗压强度、劈裂抗拉强度关系,确定一些参数;此外,基于Weibull分布理论,推导了损伤本构方程,并且依据试验结果建立了模型参数,并且将损伤本构方程作出理论曲线与试验曲线进行了对比,发现两者拟合度较好。     

钢纤维混凝土力学特性与本构模型研究

采用MTSS10和直径为74mm的大尺寸SHPB实验装置,对超短钢纤维混凝土进行了动静态力学性能实验。基于所测的应力-应变曲线,对钢纤维混凝土在不同应变率下的弹性模量、峰值应力、峰值应变和韧度变化规律进行了探讨。此外,根据曲线特点提出了一种含损伤本构模型。     

钢纤维混凝土力学性能及本构模型试验研究

钢纤维混凝土作为一种新型多相复合材料,在面抗弯抗剪承载、防水、抗疲劳、抗冻融等方面具有普通混凝土不可比拟之优势。文章通过不同掺量纤维混凝土三点梁试验,分析了钢纤维混凝土抗弯力学特性和设计计算本构模型。     

混凝土损伤本构模型

结合国内外资料,列举了几种具有代表性的混凝土损伤本构模型,详细介绍了各种模型的优缺点,并提出了今后的研究任务和目标。     

钢纤维混凝土动态本构模型及其有限元方法

利用改进的BP神经网络,以钢纤维混凝土的分离式霍普金森压杆试验数据为训练样本,建立了钢纤维混凝土的隐式动态本构模型。以显式动态有限元软件ABAQUS/Explicit为开发平台,采用FORTRAN语言编写了材料用户子程序VUMAT,将神经网络表达的材料动态本构模型嵌入到有限元计算中,实现了冲击荷载下钢纤维混凝土结构响应的数值模拟。算例显示,建立的本构模型和相应的有限元方法是有效的。     

钢纤维混凝土断裂破坏机理及受拉损伤本构试验研究

钢纤维混凝土断裂行为及受拉本构关系对其工程应用起到至关重要作用,目前尚无本构模型揭示基体开裂与纤维拔出所产生的能量耗散的演化规律.文章通过开展钢纤维混凝土带缺口梁三点弯试验,利用声发射技术监测试件断裂过程中不同微观开裂模式所对应的能量耗散的演化规律,结合损伤力学原理建立钢纤维混凝土的单轴受拉弹塑性损伤本构模型.试验研究...     

混凝土损伤本构模型研究评述

现有混凝土本构关系主要是基于成熟的经典弹塑性模型所建立的,弹塑性模型在数学上较严格,但是与混凝土材料破坏机理不协调,各国学者针对混凝土这类特殊多相复合材料提出了很多基于不可逆热力学理论的损伤本构模型。系统综述了混凝土损伤本构研究的成果,在分析了各个有代表意义的混凝土损伤本构模型基础之上,对比研究了各个模型的特点及各自适用范围,通过总结前人成果,为损伤本构模型研究提供了思路。     

钢纤维混凝土弹塑性损伤本构模型试验研究

对钢纤维含量为0和3%的混凝土进行了应变速率为10-3的等应变增量重复加卸载试验。结果表明,在相同应变水平时,钢纤维混凝土的累积塑性变形低于普通混凝土。钢纤维混凝土的刚度变化幅度较普通混凝土小,约为0.86倍初始弹性模量,而普通混凝土的约为1.1倍初始弹性模量。依据刚度退化规律,并考虑损伤临界值的影响,得到了关于应变的损伤变量表达式;依据试验结果得到了单轴受压状态下的混凝土全量弹塑性损伤全量本构模型。     

混凝土多轴弹塑性损伤本构模型

建立了混凝土的多轴弹塑性损伤本构模型.考虑到混凝土在受拉和受压荷载作用下的不同破坏机理,将应力张量分解成受拉和受压两部分,定义了塑性屈服函数,从而达到考虑混凝土塑性变形的目的.在连续损伤力学理论的框架内定义了相应的损伤变量,并分别给出了损伤准则,以描述材料的不同损伤过程.对混凝土的单/双轴受拉和单/双轴受压四种加载情形进行了数值计算,并与相关的试验对比,结果验证了模型的正确性及有效性.     

混杂尺寸纲纤维混凝土试验研究

对4种不同的钢纤维混凝土和2种相应的素混凝土进行了抗压、劈裂和4点弯曲实验.结果表明,钢纤维混凝土的上述强度明显优于素混凝土的相应强度;而钢纤维再生混凝土的上述强度明显优于钢纤维卵石混凝土的相应强度;混杂尺寸钢纤维混凝土的上述强度不如单一尺寸钢纤维混凝土的相应强度.     

钢纤维混凝土应变速率敏感性及本构模型研究

研究了单向应力状态下钢纤维掺量为2.0%的钢纤维混凝土在应变速率为10-5、10-4、5×10-3s-1时的强度特性和变形特性,在此基础上,推导了钢纤维混凝土的单轴应力-应变全曲线。结果表明,普通混凝土的单轴抗压强度、弹性模量、吸能能力随应变速率的提高而提高;钢纤维混凝土的单轴抗压强度、弹性模量随应变速率的提高而提高,但吸能能力随应变速率的提高而降低;钢纤维对混凝土的抗压强度影响不大,但很好地改善混凝土的延性,相同应变速率下钢纤维混凝土的峰值应变较普通混凝土有所增加;相同基体强度的钢纤维混凝土吸能能力强于普通混凝土,但弹性模量比普通混凝土小;推导的应力应变曲线能够很好地描述钢纤维混凝土在不同应变速率下的应力应变全曲线关系。     

钢纤维混凝土与聚丙烯纤维混凝土材料冲击荷载下纤维增韧特性试验研究

对两种纤维混凝土材料纤维增韧及耗能机理进行了探讨,并采用变截面大尺寸Hopkinson压杆,对钢纤维混凝土、素 混凝土和五种纤维含量的聚丙烯纤维混凝土试件进行了三种应变率范围的冲击压缩试验,文中给出了不同材料试件的破 坏特征及试验测试结果。并以应力-应变全程曲线所围面积作为韧性指标,对两种纤维混凝土在冲击荷载下增韧特性进 行了对比分析。研究表明,五种含量的聚丙烯纤维混凝土中,含量0.9～1.5kg／m3的三组混凝土韧性较高,其中含量 1.5kg／m3的聚丙烯纤维混凝土韧性值最大;与素混凝土相比,两种纤维混凝土韧性均有所提高,在达到应力峰值后的变 形阶段得以体现,在0～0.020应变范围内,钢纤维混凝土、含量1.5kg／m3的聚丙烯纤维混凝土韧性指标比素混凝土分别 提高了37.7％和18.9％。     

钢纤维混凝土力学性能试验研究

混凝土工业地坪开裂问题一直以来都是比较棘手的问题．混凝土中掺入适量钢纤维,可以有效减少混凝土地坪的开裂,增强混凝土工业地坪的抗裂性能．结合青岛市某物流仓库项目两种造价相近的工业地坪方案,对其进行了立方体抗压试验及混凝土板抗弯试验,得出了相应的结论,为工业地坪方案选择提供了理论依据．     

型钢与钢纤维混凝土界面黏结性能及损伤耗能试验研究

为解决型钢混凝土结构中型钢与钢筋相互干扰、混凝土浇筑困难等施工难题,将构件中钢筋笼替换成钢纤维,形成型钢-钢纤维混凝土组合结构。型钢与钢纤维混凝土间的黏结性能是保证两种材料共同工作的基础,通过8个圆形截面试件与8个方形截面试件的标准推出试验,研究在不设置钢筋笼的情况下型钢与钢纤维混凝土之间的黏结性能,获得了荷载-滑移曲线、黏结强度、界面耗能等重要性能指标。结果表明：加载端与自由端的荷载-滑移曲线存在较为明显的差异,并且当荷载达到峰值承载力时,曲线的差异性表现的最为明显。圆形试件总体表现出较方形试件更好的界面黏结效果,其名义黏结强度最大可达到1.913MPa,残余黏结强度最大为0.707MPa,而方形试件相应的指标最大值分别为1.496MPa和0.609MPa。混凝土保护层厚度与黏结长度越大,受力过程中界面能够储存的黏弹性变形能越大。     

循环受压状态下钢纤维混凝土一维弹塑性损伤本构模型研究

设计制作36个钢纤维混凝土试件,通过单轴循环受压试验,研究钢纤维混凝土循环受压性能,分析钢纤维特征参数对其影响,在此基础上,参考《混凝土结构设计规范》（GB 50010―2010）,建立了钢纤维混凝土循环受压弹塑性损伤本构模型。结果表明：钢纤维混凝土试件在循环荷载下破坏特性呈现明显延性特征;钢纤维的掺入显著提高混凝土峰值强度,改善其延性及滞回能耗;钢纤维混凝土循环受压应力-应变曲线包络线与单调荷载下应力-应变曲线近似一致;相同卸载点应变时,混凝土累计塑性应变随钢纤维掺量增加而逐渐减小。该文提出的本构模型能较好地反映钢纤维混凝土在循环荷载下的应力-应变关系以及损伤演化过程,可为钢纤维混凝土的工程应用和相关规程的修订提供参考。     

钢纤维混凝土防腐技术试验研究

钢纤维混凝土具有优异的抗拉、抗弯、抗冲击及抗疲劳性能,但沿海地区的高盐、高湿环境对钢纤维混凝土的腐蚀严重影响了钢纤维混凝土的耐久性。本文在对钢纤维混凝土的腐蚀机理及影响因素研究的基础上,通过在钢纤维混凝土表面施加环氧树脂、渗透结晶材料、氟碳树脂涂层、有机硅化合物涂层等不同的防腐材料,经盐雾试验、紫外线耐气候试验、氙灯老化试验等,全面研究了带有涂层的钢纤维混凝土的腐蚀规律,得到了优选的防腐蚀材料。试验研究表明：渗透结晶材料涂层和环氧树脂作底层、氟碳树脂作面层的复合涂层,应用于钢纤维混凝土的防腐蚀效果优良;渗透结晶材料施工方便,经济性较好,具有较大的推广应用价值,可以显著提高沿海地区钢纤维混凝土工程的耐久性。     

钢纤维自密实混凝土抗压强度估值模型

进行钢纤维自密实混凝土构件设计时通常需要用到抗压强度指标,但是目前预测钢纤维自密实混凝土抗压强度的公式很少。定义了钢纤维有效增强因子,并对试验数据回归分析,提出一个预测钢纤维自密实混凝土28 d抗压强度的模型。使用模型计算了文献中钢纤维自密实混凝土的抗压强度,并与实测数据比对,结果表明预测强度与实测强度符合的很好。     

钢纤维混凝土增强机理及施工技术

结合工程实例，介绍了钢纤维混凝土的增强机理与施工技术，就如何有效地发挥钢纤维对混凝土的增强效应进行了论述，指出钢纤维混凝土具有普通钢筋混凝土所没有的优良性能。