钢纤维混凝土准静态单轴受压力学性能

采用WAW-2000型微机控制电液伺服万能试验机对钢纤维体积率（Vf）为0％～3％、基体强度为C50的钢纤维混凝土（SFRC）进行了准静态三种应变率单轴压缩试验,测出了基体混凝土和SFRC应力-应变全曲线,试验结果表明：随Vf的增加,SFRC抗压强度仅有小幅度增长,韧性则增长幅度较大;随着应变率增大,SFRC强度提高,韧性呈现下降趋势,但Vf越大,韧性下降幅度越小;SFRC的弹性模量和泊松比均是不敏感的材料参数,随Vf的提高而分别微增与微减;还推荐了适合于SFRC应力-应变曲线的数学表达式。     

再生大骨料混凝土单轴受压本构关系

对4组不同堆石取代率的再生大粒径骨料(粒径为80~150mm)自密实混凝土进行了单轴受压试验,测得其承载力,并绘制应力-应变曲线.研究结果表明,再生大骨料自密实混凝土棱柱体轴心受压应力-应变关系曲线基本接近直线,其比例极限和强度极限接近,只有微小的塑性变形,破坏呈突发式纵向破坏.     

钢纤维对混凝土单轴受压损伤本构模型的影响

基于Weibull统计分布理论和等效应变假设,推导出纤维混凝土(SFRC)受压损伤本构模型.为更好地描述钢纤维对混凝土受压损伤的影响,模型中引入考虑纤维体积分数与纤维几何特征的纤维因子.结合纤维混凝土单轴受压试验数据,对模型中的参数进行修正,并将修正后的理论曲线与试验曲线进行比较.为验证模型的有效性,分别选取压应变为1.5εpk,2.0εpk处的压应力试验值与预测值进行对比.结果表明:理论曲线与试验曲线吻合较好,该模型在压应变为0~1.5εpk时可有效地描述单轴受压状态下纤维混凝土的损伤扩展过程以及纤维对峰值应力后的混凝土受压性能的改善作用.     

不同再生细骨料取代率下的再生混凝土 单轴受压本构关系

为研究不同再生细骨料取代率的再生混凝土单轴受压本构关系,进行了再生细骨料取代率为0、30%、50%、100%的再生混凝土的单轴受压试验,并获得应力-应变试验全曲线,分析了再生细骨料取代率对抗压强度、弹性模量、峰值应变和极限应变的影响规律,并通过拟合得到再生混凝土弹性模量、峰值应变及应力-应变全曲线的计算表达式。研究表明,随着再生细骨料取代率增大,再生混凝土的抗压强度、弹性模量呈下降趋势,而峰值应变和极限应变增大;再生混凝土的应力-应变全曲线形状与普通混凝土相似,基于过镇海模型拟合得到的再生混凝土应力-应变全曲线与试验全曲线吻合较好。     

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。     

钢纤维轻骨料混凝土单轴受压应力-应变曲线研究

采用100%烧结膨胀页岩陶粒作为粗细骨料,以占胶凝材料总质量20%的粉煤灰等质量替代水泥作为胶凝材料,按绝对体积直接计算法设计并制备了钢纤维全轻混凝土。以水泥强度等级（42.5和52.5）、钢纤维体积率（0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%）为参数,进行了钢纤维全轻混凝土轴心抗压试验研究,分析了钢纤维全轻混凝土单轴受压破坏形态及其应力-应变曲线特征。结果表明：钢纤维全轻混凝土单轴受压应力-应变曲线的峰值应力及其对应应变随钢纤维体积率和水泥强度等级的提高呈现增大趋势;钢纤维体积率的增加使试件的破坏形态由脆性向塑性转变。结合相关文献研究成果,对轻骨料混凝土（砂轻混凝土、全轻混凝土）和钢纤维轻骨料混凝土（钢纤维砂轻混凝土、钢纤维全轻混凝土）单轴受压应力-应变曲线进行了综合分析,提出了两类混凝土单轴受压应力-应变曲线统一计算模型及其特征点计算公式。     

碳化混凝土受压本构关系试验研究

通过对混凝土试件碳化试验结果的分析,拟合出碳化后混凝土的受压应力-应变曲线,分析其曲线参数取值及有关特征值的变化关系,供有关工程结构可靠性评估及试验研究参考。     

高温后再生混凝土三轴受压本构关系

对高温后再生混凝土圆柱体试件(Ф100×200mm)进行了常规三轴加载试验,获得了高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线,拟合了高温后再生混凝土三轴受压本构方程.结果表明:在单向应力下,高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线有比较明显的尖峰.随着侧向围压的增加,高温后再生混凝土应力-应变全过程曲线逐渐变得平缓和丰满.高温后再生混凝土三轴受压本构关系曲线变化趋势与普通混凝土类似.所拟合出的高温后再生混凝土三轴受压本构方程能较好拟合试验结果.     

钢纤维增强地聚物再生混凝土单轴受压全曲线试验

为增强再生混凝土的抗压强度及延性,并进一步减少水泥制备造成的碳排放,采用粉煤灰/矿渣基地聚物100%取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥,并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能,配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%,及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件,并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入,SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变;立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加;立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低,但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率,对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正,提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型,其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

钢纤维高强混凝土在不同应变率时的单轴受压性能

对不同钢纤维体积率 (Vf)的钢纤维高强混凝土 (SFRHSC)进行了不同应变率下单轴压缩试验 ,试验结果表明 :钢纤维的加入 ,不仅提高了混凝土的强度 ,还显著地提高了其韧性和阻裂能力 ,使其破坏形态从脆性改变到延性 ,并且在一定程度上缓解了试验机刚度不够高而对测试结果的负面影响 ,使试验结果更接近真实。随着应变率增大 ,SFRHSC强度提高 ,但韧性呈现下降趋势 ,且Vf 越大 ,韧性下降幅度越小。弹性模量和泊松比受Vf 和应变率的影响甚微。推荐了适合于SFRHSC应力 应变曲线的数学表达式。     

Experiments on stress-strain curve of steel fiber reinforced geopolymer recycled concrete under uniaxial compression

为增强再生混凝土的抗压强度及延性，并进一步减少水泥制备造成的碳排放，采用粉煤灰/矿渣基地聚物100％取代再生混凝土中的普通硅酸盐水泥，并掺入钢纤维制备出钢纤维增强地聚物再生混凝土(SFGRC)。为研究其抗压性能，配制得到再生粗骨料取代率分别为0%、30%、50%、70%和100%，及钢纤维体积掺量分别为0%、0.5%、1.0%和1.5%的14组钢纤维增强地聚物再生混凝土试件，并进行单轴受压全曲线试验。结果表明：随着钢纤维的掺入，SFGRC的破坏模式由脆性向延性转变；立方体抗压强度、峰值应力对应应变、受压韧性及延性随钢纤维掺量的增加而增加；立方体抗压强度、弹性模量及受压韧性随再生粗骨料取代率的增加而降低，但峰值应力对应应变增加。引入钢纤维体积掺量和再生粗骨料取代率，对Carreira-Chu混凝土单轴受压本构模型的下降段进行修正，提出了适用于SFGRC的单轴受压本构模型，其计算结果与相应试验结果均吻合良好。     

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。     

配筋圆钢管混凝土短柱单轴压缩的力学特征

研究了配筋圆钢管混凝土短柱单轴压缩的力学特征,分析了配筋率和配箍率对配筋钢管混凝土力学性能的影响作用,探讨了配筋优化改善钢管混凝土力学特征的机理,最终得出了一些有意义的结论。     

钢纤维高强混凝土轴拉性能试验研究

完成了22组共110个钢纤维高强混凝土试件的轴拉试验。分析研究了钢纤维高强混凝土的轴拉强度和劈拉强度的关系,钢纤维高强混凝土轴拉性能随钢纤维体积掺量、基体强度及钢纤维类型的变化规律。给出了钢纤维高强混凝土轴拉应力-应变全曲线的数学模型,根据试验数据的回归分析确定了曲线相关的参数。研究成果对钢纤维高强混凝土在结构中的应用提供了依据。     

Stiffened steel plates under uniaxial compression

The stability of steel plates stiffened with tee-shape sections under uniaxial compression and combined uniaxial compression and bending was investigated using a finite element model. The emphasis of the work presented in this paper was to find the parameters that uniquely describe the strength and behaviour of stiffened steel plates. A finite element model, validated using the results of tests on full-size stiffened plate panels, was used to investigate the scale effect for five dimensionless parameters. The parameters investigated were: the transverse slenderness of the plate, the slenderness of the web and flange of the stiffener, the ratio of torsional slenderness of the stiffener to the transverse slenderness of the plate, and the stiffener-to-plate area ratio. Average magnitude residual stresses and initial imperfections were assumed for this study.A parametric study covering a wide range of dimensionless parameters indicated that stiffened steel plates do not fail by stiffener tripping unless a bending moment is applied to create flexural compressive stresses in the stiffener. Although plate buckling and overall buckling were found to lead to a very stable post-buckling behaviour, the interaction between these two buckling modes was found to give rise to a sudden loss of capacity following initial plate buckling. The plate transverse slenderness, the stiffener slenderness-to-plate slenderness ratio, and the stiffener-to-plate area ratio were found to have a significant effect on this behaviour.A comparison of the numerical analysis results with API and DnV design guidelines indicates that the guidelines predict stiffened steel plate capacity with various degrees of success, depending on the governing mode of failure. Neither guidelines address the potential interaction-buckling phenomenon.     

碳纤维混凝土单轴循环受压应力应变曲线试验研究

为了研究碳纤维混凝土的力学行为,制作混凝土试块进行单轴循环受压试验,分析碳纤维不同长度和掺量等影响因素对混凝土力学性能的影响.试验表明:掺有碳纤维的混凝土试件不仅呈现出了比较明显的延性破坏特征,而且还可以使混凝土的循环受压力学行为得到显着的提高,主要表现为提高峰值应力、峰后延性和滞回耗能能力,也减小了刚度退化程度和塑性...     

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％。     

钢纤维路面混凝土路用性能研究

在分析钢纤维对混凝土增强机理的基础上,研究掺钢纤维混凝土的路用性能,试验结果表明,与普通混凝土相比,钢纤维混凝土具有优良的路用性能,技术经济性分析表明,钢纤维混凝土在路面工程中应用具有显著的社会经济效益,适合大规模推广应用。