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。     

橡胶-钢纤维混凝土的劈裂应力-应变曲线特征及破坏机理研究

为探究橡胶掺量及其粒径对橡胶-钢纤维混凝土（R-SFC）应力-应变曲线特征和破坏机理的影响,利用电液伺服万能试验机对R-SFC试件进行静载劈裂抗拉试验。结果表明：随着橡胶掺量的增加,R-SFC的应力-应变曲线均位于钢纤维混凝土（SFC）的上方,且峰后延/韧性显著地增加。随着橡胶粒径的增大,R-SFC的弹性段先减小后增大,且各粒径下峰后曲线近似平行。劈裂抗拉强度和峰值应变随橡胶掺量的增加均逐渐降低。在SFC中加入橡胶颗粒可以明显地改善其低应力劈裂脆性并提高其峰后变形能力。根据材料特性和破坏形态建立了橡胶和钢纤维协同作用的桥接模型,并基于该模型推导了协同作用的力学简化计算表达式。最后,结合纤维间距理论和断裂力学推导了劈裂抗拉强度式。     

再生混凝土单轴受压应力应变关系研究

应力-应变关系是再生粗骨料混凝土结构设计和分析的重要依据.文中采用等应力循环加卸载方法得到了再生粗骨料混凝土的单轴受压应力-应变全曲线,并建立了相应的数学模型.研究结果可为再生粗骨料混凝土结构设计和分析提供参考依据.     

钢纤维高强砼受压时的应力-应变性能

<正> 近年来,高强砼在工程上的应用日益广泛。很多新建的高层钢筋砼结构已采用了抗压强度为12 000 psi的砼。随着高强砼作为结构材料的越来越广的应用,就迫切需要研究它的力学性能。 众所周知,高强砼的脆性比普通砼要大,由于它的脆性,高强砼在工程实际中的应用受到了严格的限制。然而,这种脆性可以通过增加钢纤维或配箍来克服。在砼中掺入钢纤维可     

超高强混凝土单轴受压应力-应变关系的试验研究

通过10组超高强混凝土棱柱体单轴受压试验,得到了其应力-应变关系,分析了弹性模量、横向变形系数、峰值应力与峰值应变等基本力学性能指标,探讨了砂率、水胶比、钢纤维和材料组成与用量等对超高强混凝土基本力学性能的影响规律.试验结果表明:在胶凝材料总量不变的情况下.减少水泥用量而相应增大粉煤灰用量,混凝土的流动性及抗压强度得到改善;减少胶凝材料用量可大幅度降低混凝土成本,对强度没有特别不利的影响,但混凝土流动性降低较多.     

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。     

循环荷载作用下聚丙烯纤维混凝土受压应力-应变关系研究

考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比两个因素,设计制作54个混凝土试件,通过单轴循环加载试验,研究聚丙烯纤维混凝土的力学行为。试验结果表明：与普通混凝土相比,聚丙烯纤维混凝土试件破坏形态为延性破坏;其循环受压应力-应变曲线包络线与单调受压应力-应变关系曲线近似一致;聚丙烯纤维的掺入可显著改善混凝土的循环受压力学行为,提高混凝土的受压韧性、峰后延性和滞回耗能能力,减小其刚度退化和应力劣化程度,但对其峰值强度、弹性模量和塑性应变影响较小;聚丙烯纤维掺量影响较纤维长径比影响更为明显。基于试验结果,参考《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）,建立聚丙烯纤维混凝土单轴受压弹塑性损伤本构模型,可为聚丙烯纤维混凝土结构设计、工程应用和相关规程修订提供理论依据。     

不同再生粗集料混凝土单轴受压应力-应变全曲线

用原始强度等级分别为C20和C50的废混凝土制作了再生粗集料,再将再生粗集料以不同的比例混合,然后采用相同的配合比制作棱柱体混凝土试件,并在电液伺服试验机上测定其单轴受压应力-应变全曲线.结果表明:当再生粗集料不同时,再生混凝土单轴受压应力-应变全曲线之间离散较大,轴心抗压强度明显降低,而弹性模量则受控于废混凝土强度等级较低的再生粗集料.     

橡胶混凝土的应力-应变曲线试验

为研究橡胶颗粒粒径和掺量对橡胶混凝土的峰值应力、峰值应变、割线模量和泊松比的影响变化规律,以C25强度的普通混凝土为基准,用60目胶粉、1～3 mm胶粒及3～6mm胶粒等体积取代细骨料,配制成100 mm×100 mm×300 mm橡胶混凝土棱柱体试件,通过应变片测定橡胶混凝土在轴心压力作用下的应力-应变曲线.结果表明:与基准混凝土相比,橡胶混凝土的峰值应力、峰值应变和割线模量均较小,且有随着橡胶掺量增大而减小的趋势;橡胶混凝土的泊松比前期比基准混凝土大,后期比基准混凝土小;橡胶颗粒粒径越小时这种差距越大,总体上表现出与橡胶颗粒粒径及掺量之间具有合理的相关关系.     

高温后再生混凝土应力-应变曲线研究

完成了高温对不同替代率再生混凝土的强度及受压应力-应变关系曲线影响的试验研究。研究结果表明：再生混凝土的受压强度、弹性模量随着温度的升高而明显下降,其峰值应变随着温度的升高而不断增加。基于试验结果,给出了高温后再生混凝土的应力-应变关系式,并与试验结果吻合较好。     

钢纤维混凝土压剪破坏研究

通过改变压应力和钢纤维掺量,研究了钢纤维混凝土的压剪破坏,结果表明:钢纤维混凝土压剪破坏后具有明显的材料软化特征,可用双线性剪切软化曲线表示;钢纤维混凝土压剪强度与其压应力和钢纤维掺量有关,但该两者的增强效果并不叠加.提出了钢纤维混凝土压剪强度的计算公式,并用有限元方法进行了校核.     

钢纤维类型和分布形式对混凝土抗压性能的影响

以几种不同类型钢纤维增强混凝土的抗压性能试验研究为基础,讨论了钢纤维掺量、分布形式以及钢纤维类型对混凝土抗压性能的影响.试验结果表明,随钢纤维掺量的提高, 钢纤维增强混凝土的抗压性能有不同程度的提高;因钢纤维类型不同,对混凝土的增强效果各异,其中弓形钢纤维对抗压强度的增强效果较好,哑铃形钢纤维对延性比提高率的影响较大;钢纤维分布形式的不同对混凝土抗压强度也有一定影响.     

再生混凝土的单轴压缩动态力学性能EI北大核心CSCD

利用再生粗骨料取代天然粗骨料制备再生混凝土,开展了单轴受压动态力学性能试验,研究了应变速率、再生骨料取代率对再生混凝土应力-应变曲线特征、弹性模量、抗压强度和峰值应变的影响.利用统计损伤模型分析了再生混凝土的细观损伤演化规律.结果表明:不同应变速率下再生混凝土的单轴压缩应力-应变全曲线具有相似性,随着应变速率的提高,其抗压强度、弹性模量呈增大趋势,峰值应变则逐渐减小;当取代率为100%时,再生混凝土表现出更显著的应变速率敏感特性;随着应变速率的提高,表征细观损伤非均质演化过程的特征参数呈现出明显规律性的变化,与微结构应变率效应机理、宏观非线性本构行为之间表现出良好的一致性.     

锈蚀后钢纤维和钢纤维混凝土的力学性能

通过对剪切型、铣削型、切断型3种钢纤维和钢纤维混凝土的快速锈蚀试验,研究了锈蚀前后钢纤维的外观、弯折性能和抗拉强度的变化,以及钢纤维混凝土经过不同锈蚀时间后的抗压强度和抗拉强度的变化规律.结果表明:随锈蚀时间的增加,钢纤维的锈蚀程度逐渐增大,弯折性能和抗拉强度逐渐降低,钢纤维混凝土的抗压强度和抗拉强度随之减小.但是抗压强度和抗拉强度的变化规律有所不同,当锈蚀时间较短时,抗压强度变化不明显,在锈蚀时间超过60d以后,抗压强度显著降低.而抗拉强度随锈蚀时间的增加逐渐下降.锈蚀时间相同时,抗拉强度的降低幅度比抗压强度的降低幅度小.切断型钢纤维的抗锈蚀能力相对较好,剪切型和铣削型钢纤维的抗锈蚀能力相对较差.     

钢纤维混凝土三轴压缩下的强度和韧度特性

当围压分别为10,20,40,80MPa时,对纤维体积分数φf为0%,0.75%,1.50%,3.00%的钢纤维混凝土进行了3×10-5,5×10-4 s-1两种应变率的常规三轴压缩试验,测出了全过程应力-应变曲线,并据此分析了纤维体积分数、围压和应变率对试验曲线的峰值应力、峰值应变及材料韧度等力学指标的影响规律.结果表明:当围压相同而φf不同时,随着φf的提高,材料的峰值应力和峰值应变均明显提高,其韧度也有所提高;当围压不同而φf相同时,随着围压的增加,材料的强度和韧度都有所提高.而且,在较低围压下往素混凝土里添加钢纤维更能够发挥其增强和增韧效果;随着加载应变率的增加,材料的峰值应力、峰值应变也有一定的增大趋势.     

钢纤维混凝土双轴受压动态力学性能试验研究

研究了钢纤维掺量(体积分数)为0%,1%,2%,3%的钢纤维混凝土试块在应力比为1.00∶0,1.00∶0.25,1.00∶0.50,1.00∶0.75,1.00∶1.00,以及应变速率为10~(-5),10~(-4),10~(-3),10~(-2)s~(-1)下的双轴动态抗压性能,分析了以上3种因素对混凝土极限抗压强度、应力-应变曲线等力学指标的影响规律.结果表明:各种钢纤维掺量和应力比条件下,混凝土的极限抗压强度均随着应变速率的提高而增大;在相同应变速率和钢纤维掺量条件下,应力比为1.00∶0.50时,混凝土极限抗压强度最大.另外,钢纤维混凝土的韧性较普通混凝土有很大提高.     

钢纤维和碳纤维增强混凝土的抗压性能试验研究

分别进行了掺入钢纤维、碳纤维及两种纤维混杂对混凝土抗压性能增强效果的试验研究。讨论了钢纤维掺量、分布形式,以及碳纤维长径比对混凝土抗压性能的影响。并将钢纤维和不同长径比的碳纤维进行混杂组合,研究了钢-碳混杂纤维对混凝土强度和变形能力的影响。试验结果表明,钢纤维分布形式的不同对混凝土抗压强度有一定影响;碳纤维长径比对混凝土抗压性能的影响很大;钢纤维与短碳纤维混杂组合有效地改善了混凝土的抗压性能。     

铣削钢纤维混凝土疲劳性能

研究了铣削钢纤维混凝土疲劳性能．结果表明，铣削钢纤维混凝土的疲劳性能比普通混凝土有明显改善，当疲劳次数为１００万次时，铣削钢纤维混凝土的弯拉强度是普通混凝土的１．６５～２．２５倍．列出了不同钢纤维掺量混凝土弯拉疲劳方程，可供道面厚度设计参考．     

CF50大流动性钢纤维混凝土的试验研究

采用P.O 42.5水泥及高效减水剂配制出坍落度为220 mm的C50普通混凝土,并以此为基础配制出大流动度粉煤灰混凝土及钢纤维混凝土。研究了钢纤维对C50混凝土拌合物的和易性及混凝土力学性能的影响。试验表明,在粉煤灰混凝土中掺入0.5%的钢纤维,混凝土具有大流动度,拌合物的工作性能明显优于普通钢纤维混凝土,且粉煤灰钢纤维混凝土各龄期的强度均高于普通混凝土、粉煤灰混凝土及普通钢纤维混凝土。在粉煤灰混凝土中,钢纤维对提高混凝土的抗压强度有一定效果。