玄武岩纤维对再生混凝土力学性能的影响研究

通过试验研究了玄武岩纤维掺量对再生粗骨料取代率50%的再生混凝土抗压、劈裂抗拉以及抗折强度的影响,为其在玄武岩纤维再生混凝土(BFRAC)的研究和实际工程应用中提供参考。结果表明:再生粗骨料取代率为50%,玄武岩纤维掺量为6kg/m3时,BFRAC的立方体抗压、轴心抗压、劈裂抗拉、抗折强度较未掺玄武岩纤维的再生混凝土分别提高了12.8%、3.1%、48.8%、10.5%;BFRAC的峰值应变在0.001900～0.002120;BFRAC的单轴受压应力-应变本构关系全曲线与普通混凝土相似,玄武岩纤维对再生混凝土的延性起到积极作用。     

玄武岩纤维混凝土高温后力学性能试验研究

基于高温后强度和变形性能指标评价玄武岩纤维混凝土耐高温性能,分析了不同温度作用后玄武岩纤维掺量的混凝土试件外形特征、质量损失、抗折和抗压强度以及抗压峰值应变,对高温作用后玄武岩纤维混凝土力学性能变化规律进行了探究。试验表明:随温度的升高,玄武岩纤维混凝土抗压和抗折试件的质量逐渐减小;室温至400℃时,玄武岩纤维混凝土抗压强度有所提高而抗折强度迅速下降,抗压峰值应变变化不明显;400～800℃时,随温度的增加,抗压强度与抗折强度快速下降,而抗压峰值应变快速增加。     

PVA纤维增强水泥基复合材料单轴抗压试验研究

采用尺寸为Φ76×152mm的圆柱体试件,研究了体积掺量为2%的PVA纤维增强水泥基复合材料(PVA-FRCCs)的单轴抗压应力-应变曲线与普通混凝土的区别,分析了其应力-应变曲线、力学性能及破坏形态.研究结果显示,此种复合材料的抗压强度在20～40MPa之间时,其峰值应力对应的应变可达到0.8%～1.5%,是混凝土峰值应变的4～7倍.极限压应变是混凝土的5～10倍,具有较高的抗压韧性.     

高强高掺量纤维增强混凝土静、动力性能的试验研究

为了对比研究高强高掺量钢纤维混凝土和聚丙烯纤维混凝土的静动力性能，配制了抗压强度等级为55MPa的高强高掺量钢纤维混凝土和聚丙烯纤维混凝土，对其进行了立方体抗压强度、劈拉强度、棱柱体抗压全应力-应变曲线、四点弯曲和分离式霍普金森杆动力学性能的试验。结果表明，高强高掺壁钢纤维混凝土的静、动力学性能优于同强度等级的高强高掺量聚丙烯纤维混凝土。     

高韧性水泥基复合材料ECC的材性及其有限元应用研究

针对一组聚乙烯醇纤维体积掺量为1%的高韧性水泥基复合材料ECC配合比,进行了单轴拉伸、轴心抗压和四点弯曲试验。根据单轴拉伸、轴心抗压试验应力-应变曲线,基于LS-DYNA拉/压弹塑性材料模型定义了ECC材料的本构关系并进行了弯曲试验的模拟。结果表明,ECC试块相对于普通混凝土试块表现出较高的延性特征,并给出了基于ECC试块工程应力-应变曲线和LS-DYNA拉/压弹塑性材料模型合理定义ECC材料本构关系的有限元方案。     

掺玄武岩纤维水稳基层在公路工程中的应用

针对水泥稳定碎石基层的开裂现象,通过抗压强度、抗弯拉强度、劈裂强度和抗压回弹模量试验,研究了掺加对水泥稳定碎石基层的影响。结果表明:掺入玄武岩纤维后,水稳基层的抗压强度、抗弯拉强度、劈裂强度提升幅度分别为19.11%、16.49%、38.81%。说明掺加玄武岩纤维施工技术能够显著提升基层防裂能力。     

聚丙烯-玄武岩混掺纤维对轻骨料混凝土力学性能的影响

对聚丙烯-玄武岩混掺纤维按照配合比设计方法设计4组轻骨料混凝土试件,分别进行抗压试验、劈裂抗拉试验、抗折试验,得到了不同混合掺量下聚丙烯、玄武岩纤维轻骨料混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度的变化规律。     

混杂纤维RPC轴压应力-应变曲线试验研究

为了研究玄武岩-聚丙烯混杂纤维活性粉末混凝土的应力-应变关系,对制作的9组RPC试件进行了受压应力-应变全曲线试验。分析了不同纤维掺量下应力-应变曲线特征及轴心抗压强度和峰值应变随纤维掺量的变化规律。结果表明:总体上看当玄武岩纤维一定时,随着聚丙烯纤维掺量的增加RPC轴心抗压强度与峰值应变均先增加后减小。当玄武岩纤维掺量为0.15%,聚丙烯纤维掺量为0.033%时抗压强度达到最大值,此时达到最佳纤维掺量。依据试验结果得出混杂纤维RPC峰值应变与轴心抗压强度近似呈线性关系;同时根据试验曲线推导拟合得出了混杂纤维RPC轴心受压应力-应变曲线方程,拟合曲线与试验曲线能较好吻合,验证了拟合公式的合理性,可为工程应用提供参考。     

多孔混凝土基层的应力-应变特性

为进行多孔混凝土基层路面的结构设计,需研究其应力-应变特性.通过小梁试件三分点加荷试验及棱柱体试件轴心抗压试验,分别测试多孔混凝土的弯拉弹性模量与轴心抗压弹性模量.对试验结果进行回归分析,得出多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度、抗压弹性模量与轴心抗压强度之间分别符合相关性良好的幂指数关系,并据此得出多孔混凝土弯拉弹性模量与弯拉强度、抗压弹性模量与轴心抗压强度的对应关系表,作为其弹性模量的推荐值.     

玄武岩纤维布约束混凝土柱体的轴压性能试验研究

为了掌握玄武岩纤维(BFRP)布对混凝土柱体的约束效果,通过玄武岩纤维布约束混凝土圆柱体、棱柱体的轴压试验,研究了其破坏形态、应力-应变曲线、峰值应力及峰值应变.试验结果表明:①相比未约束混凝土试件,玄武岩纤维布粘贴2～7层时,约束圆柱体和棱柱体试件的抗压强度分别提高了78.8％～255.1％和125.1％～365.2％,峰值应变分别提高了335.2％～839.4％和418.9％～958.5％;②混凝土试件的抗压强度与约束层数之间近似线性关系;纤维布约束层数相同时,圆柱体试件的抗压强度高于棱柱体;③基于试验数据拟合了玄武岩纤维约束混凝土圆柱体和棱柱体的强度模型,模型与试验数据吻合良好.     

不同应变速率下再生混凝土单轴受压力学性能研究

设计并完成60个再生混凝土棱柱体试块,利用电液伺服万能试验机对设计强度等级为C30,C40的2种再生混凝土试块进行应变速率为10-5/s~10-2/s范围内的单轴受压本构关系试验,得到不同应变速率下的应力-应变全曲线。通过试验特征点及应力应变关系曲线,分析应变速率与应力应变关系和混凝土抗压后破坏形态、强度、弹性模量等关系。试验结果表明:随着应变速率的增加,应力-应变全曲线形状基本无变化,而抗压强度、峰值应变等则呈显著增长趋势,当应变速率为10-2/s时,设计强度等级为C30,C40再生混凝土的抗压强度较准静态(10-5/s)抗压强度分别提高12.5%,14.2%,峰值应变分别提高16.97%,17.92%,弹性模量则受应变速率的影响较小。     

基于SEM的玄武岩纤维混凝土力学性能及微观结构研究

主要研究了玄武岩纤维的掺入对混凝土抗压、抗拉以及抗折性能的影响,并通过SEM电镜扫描以及孔隙率测定对玄武岩纤维混凝土的微观结构进行分析。试验发现玄武岩纤维混凝土的抗压、抗拉以及抗折强度相对于素混凝土最大提升率分别为28.2%,22.7%及15.3%。均匀分布的玄武岩纤维能在混凝土内部形成致密的三维空间网状结构,极大地提升了混凝土界面微观区域的力学稳定性,抑制了混凝土界面区微裂纹的产生与发展;但掺入较多的纤维也会使界面区增多导致混凝土孔隙率增加,进而使混凝土抗压强度降低。试验发现纤维掺量为3kg/m~3时,混凝土抗压强度最大。     

玄武岩纤维对再生骨料混凝土力学性能的影响与数值模拟研究

研究了玄武岩纤维对再生骨料混凝土（RAC）力学性能的影响,对玄武岩纤维掺量为0、0.3%、0.6%、0.9%的再生混凝土进行了抗压、抗折、轴压及劈裂抗拉试验。拟合了不同纤维掺量的再生骨料混凝土的应力应变曲线,对玄武岩纤维再生骨料混凝土的抗折破坏进行了数值模拟。研究结果显示：玄武岩纤维可以有效改善RAC力学性能。相较未掺入纤维的RAC分析可得,抗压强度和劈裂抗拉强度在纤维掺量为0.3%时改善程度达到最大,分别为39.42、3.03 MPa,提高了13.44%、6.32%;抗折强度和轴心抗压强度在纤维掺量为0.6%时改善程度达到最大,分别为5.01、27.46 MPa,提高了10.35%、10.9%。但是过量纤维的掺入使得纤维分布不均匀,反而导致RAC力学性能降低。     

纤维高强混凝土抗剪强度的试验研究

通过84个100mm×100mm×400mm、126个150mm×150mm×150mm高强混凝土和纤维高强混凝土试块的剪切试验、抗压和劈拉试验,探讨了抗剪强度与抗压强度及劈拉强度的关系,提出了纤维高强混凝土抗剪强度与抗压强度、劈拉强度的关系式,得到了不同类型纤维对高强混凝土抗剪强度的增强系数,建议了钢纤维高强混凝土抗剪强度的计算公式。     

冻融作用下BFRC轴向拉伸本构模型研究

设计了5组不同玄武岩纤维体积掺量(0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%)的混凝土试件,并对其进行了冻融循环试验和轴向拉伸试验。结果表明,玄武岩纤维提高了混凝土的轴向拉伸强度,纤维掺量越大,峰值应力越大,峰值应变也相应提高,试件表现出较好的延性破坏特征。冻融循环过程降低了混凝土轴向拉伸强度,而玄武岩纤维可以减弱混凝土的冻融损伤。玄武岩纤维的最佳体积掺量为0.3%。通过对试验数据进行拟合,得到了玄武岩纤维混凝土(BFRC)的轴向拉伸应力-应变本构关系和冻融损伤演化方程,并在此基础上建立了BFRC在冻融环境下的轴向拉伸应力-应变本构模型。     

冲击荷载下玄武岩纤维混凝土动态力学特性试验研究

采用φ50 mm的分离式霍普金森压杆装置（SHPB）分别对不同纤维体积掺量（0、0.1%、02%、0.3%）的玄武岩纤维混凝土在50～200 s-1应变率范围下进行了动态力学性能试验，得到了不同纤维体积掺量和不同应变率下的动态应力-应变曲线。试验结果表明，玄武岩纤维混凝土材料对应变率较为敏感，其峰值应力、DIF、峰值应变、冲击韧度都随应变率的增加呈增长趋势，但玄武岩纤维混凝土的力学性质受纤维体积掺量的影响较为复杂。试验证明玄武岩纤维的加入可进一步提高混凝土的抗压强度，同时在中高应变率下纤维的加入进一步提高了混凝土的韧性，通过对静、动态力学各性能进行，分析认为0.1%的玄武岩纤维体积掺量对各力学的提升性能最优。     

玄武岩纤维增强全再生粗骨料混凝土力学性能试验研究

研究了玄武岩纤维掺量对全再生粗骨料混凝土抗压和抗折强度、破坏形态、单轴受压应力-应变曲线的影响.结果表明:掺入玄武岩纤维后,试件的抗压强度提高,受压破坏时的整体性更好;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的抗折强度逐渐增大,所有抗折试件均为峰值后脆性破坏;随着玄武岩纤维掺量的增加,试件的峰值应力先增大后减小,峰值应变、静压弹...     

受冻融环境混凝土的应力-应变全曲线试验研究

为研究受冻融循环作用的混凝土受压应力-应变关系,按照GBJ 82-85规定的快速冻融试验方法,对3批共85个尺寸为100 mm×100 mm×300 mm的混凝土棱柱体试件进行了冻融循环,试件的变化参数为混凝土立方体抗压强度和冻融循环次数;然后对试件进行了单轴抗压破坏试验.结果表明:随着冻融循环次数增加,混凝土的受压应力-应变曲线渐趋扁平,峰值应力降低,峰值应变增大;冻融循环次数相同时,混凝土立方体抗压强度高的试件,其峰值应力降低程度和峰值应变增大程度小于混凝土强度低的试件.回归试验结果,提出了适用于立方体抗压强度为30～50 MPa的受冻融循环作用混凝土的应力-应变全曲线方程及确定其参数的公式.     

玄武岩纤维树脂混凝土单轴抗压本构模型

为探讨玄武岩纤维树脂混凝土材料在机械结构中应用的理论依据,首先对前期研究制备的最佳组分配合比的玄武岩纤维树脂混凝土进行了单轴抗压试验,获得了玄武岩纤维树脂混凝土的准静态应力-应变曲线。然后,应用损伤力学理论并结合试验数据建立了玄武岩纤维树脂混凝土的单轴抗压本构模型。最后将试验获得的应力-应变曲线与模型曲线进行比较。结果表明,两曲线吻合良好,证明所建立的本构模型可以较好地描述玄武岩纤维树脂混凝土的单轴抗压的力学行为,可为玄武岩纤维树脂混凝土材料的结构设计分析和工程应用提供理论依据。     

应变速率对混凝土抗压特性影响的试验研究

为明确应变速率对混凝土单轴抗压特性的影响,本文应用MTS试验机对C50混凝土在应变速率为10-5～10-2/s范围内进行了单轴动态抗压试验.系统研究了不同应变速率下混凝土的抗压强度、弹性模量、峰值应变等抗压力学特性,分析了混凝土抗压强度、弹性模量等与应变速率之间的关系.试验结果表明:混凝土抗压强度、弹性模量随着应变速率...