基于声发射技术的钢纤维混凝土受压损伤本构关系研究

通过6组钢纤维混凝土试件轴心受压应力－应变全曲线试验,得到试件的应力－应变全曲线、 声发射撞击数－时间关系曲线和声发射参数,研究钢纤维参数对混凝土力学行为和声发射特性的影响。 结果表明:随着钢纤维体积掺量和长径比增加,混凝土峰值应力和峰值应变明显提高,其韧性和延性得 到显著改善;利用声发射参数分析可区分钢纤维混凝土试件的破坏模式;随着钢纤维的掺入,试件由受 拉破坏向剪切破坏转变。基于试验数据,建立了钢纤维混凝土单轴受压损伤本构关系方程,可为纤维混 凝土的工程应用和相关规程的修订提供参考。     

玄武岩纤维提升水泥土抗拉性能的试验研究

为研究玄武岩纤维对水泥土抗拉力学性能的影响,选取不同长度、直径及掺量的玄武岩纤维掺入水泥土,通过开展单轴拉伸试验、无侧限抗压强度试验和扫描电镜试验,并采用正交试验极差法,分析了玄武岩纤维对水泥土的应力-应变曲线、抗拉强度、拉压强度比和破坏形态的影响规律和微观作用机理。结果表明:玄武岩纤维水泥土的单轴抗拉试验应力-应变曲线可分为弹性变形、破坏、残余强度和稳定4个阶段;纤维变量对抗拉性能影响大小依次顺序为长度、掺量、直径;玄武岩纤维长度9 mm和掺量1.5%为玄武岩纤维的最优单掺参数。玄武岩纤维水泥土的拉压比较未掺入纤维的水泥土的拉压比高,但纤维种类和掺量等对纤维水泥土的拉压比影响较大;三维随机网状分布的玄武岩纤维可提升水泥土的抗拉强度和韧性。     

单轴循环受拉条件下SP-HFRC力学性能试验研究

通过对21个钢－聚丙烯混杂纤维混凝土（ＳＰ－ＨＦＲＣ）试件进行单轴循环受拉试验，研究ＳＰＨＦＲＣ在循环受拉条件下的力学行为变化规律。重点分析混杂纤维体积掺量及长径比对应力－应变全曲线、累积塑性应变、刚度退化、应力退化的影响。结果表明:混杂纤维具有逐级阻裂作用使得ＳＰＨＦＲＣ试件呈现明显延性破坏特征；应力－应变全曲线卸载点应变与塑性应变呈线性关系；ＳＰ－ＨＦＲＣ刚度退化过程随钢纤维体积掺量和长径比增加而减缓，受聚丙烯纤维体积掺量的影响不明显；纤维对应力退化率的影响不明显。在试验结果和相关文献试验数据的基础上，建立了ＳＰ－ＨＦＲＣ单轴循环受拉应力－应变全曲线方程，可用于结构非线性和滞回性能等的分析。     

国产某 ＰＶＡ纤维对混凝土早期开裂和干燥收缩的影响

目前,聚乙烯醇纤维混凝土（ＰｏｌｙｖｉｎｙｌＡｌｃｏｈｏｌＦｉｂｅｒＣｏｎｃｒｅｔｅ）主要使用进口ＰＶＡ纤维,其高昂的成本限制了其工程应用,使用国产ＰＶＡ纤维可以有效降低成本。以纤维掺量（０％、０．９％、１．２％、１．６％）及纤维长度（８ｍｍ、１２ｍｍ）为参数,设计制作了６组ＰＶＡ纤维混凝土平板法早期开裂试件及６组干燥收缩试件,研究了ＰＶＡ纤维对混凝土早期抗裂性能和抗干燥收缩性能的影响。结果表明:ＰＶＡ纤维混凝土早期抗裂性能高于普通混凝土,且在掺加纤维长度为８ｍｍ,掺量为１．６％时,纤维抗裂性能提升最大;抗干燥收缩性能高于普通混凝土,且存在最佳纤维掺量,使抗干燥收缩性能提升最大。     

真三轴试验下真实应变对塑性混凝土应力 －应变特性的影响

目前国内外学者对于塑性混凝土的研究工作大部分都是基于其小应变假定的基础上进行的, 为了分析塑性混凝土大极限应变对其应力－应变特性的影响,设计了4组塑性混凝土配合比及12个围 压环境进行真三轴试验。研究了塑性混凝土的峰值强度及峰值后曲线特征。结果表明:小应变假定和 真实应变下峰值强度与围压环境的相对变化关系一致,当第三主应力相同时,塑性混凝土的峰值强度随 第二主应力的增大而增大,但增幅越来越小;当膨润土掺量为零时,小应变假定和真实应变下应力－应 变峰值后曲线特征一致,呈现近似塑化或理想塑化特征;当膨润土掺量不为零时,真实应变下塑性混凝 土应力－应变曲线峰值后出面明显下降段,出现明显峰值点。     

玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土力学性能、渗透性能和孔结构研究

为了探究玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土的力学性能、渗透性能以及孔结构情况，开展了不同体积掺量下增强混凝土试验。结果表明：在体积掺量0～0.2%范围内，抗压强度随纤维掺量增加先增大后减小，玄武岩纤维、聚丙烯纤维掺量均为0.05%时抗压强度最大，提升幅度达到9.2%;劈拉强度随纤维的掺入均增大，且玄武岩纤维对劈拉强度的提高效应大于聚丙烯纤维；玄武岩纤维和聚丙烯纤维可有效降低混凝土的抗渗性，但是超过最佳纤维掺量时，对混凝土抗渗性产生不利影响。计算得到了玄武岩-聚丙烯纤维增强混凝土分形维数，分形维数与抗压强度呈现良好的正相关关系，而与电通量呈现良好的负相关关系。研究成果可供开展纤维增强混凝土试验的研究人员参考。     

钢筋混凝土迭合梁非线性有限元分析

1混凝土本构关系和破坏准则1．1单向应力状态下的本构关系和破坏准则单向受压应力应变关系采用Saenz公式[1]式中σ——应变为。时的应力；E0——初始弹性模量，Es——最大应力点处的割线模量；εc——圆柱体抗压强度对应的应变。单向受压，认为混凝土达极限压应变。c。—－0．0033时破坏；单向受拉，认为混凝土应力达极限抗拉强度人时破坏，单向受拉应力一应变关系取为直线。1．2双向受力下的本构关系和破坏准则双向受力时，其本构关系采用D—P模式［’‘。引入等效中向受力应力应变关系，有式中。i——主应力Z。；；——等效一一＄－lbJ…     

植物纤维增强型EPS陶粒混凝土配合比设计

为改善陶粒混凝土和易性差、脆性大等缺点,采用正交试验设计方法,考虑棉花秸秆纤维、ＥＰＳ、 水泥及砂率在三水平的影响下,配制植物纤维增强型ＥＰＳ陶粒混凝土试块。对试块的抗压及劈裂抗拉 强度进行极差和方差分析,确定满足一定考察指标的材料最优组合。结果表明:ＥＰＳ颗粒掺量是影响试 块抗压强度的最显著因素;棉花秸秆纤维能显著提高陶粒混凝土试块的抗劈拉强度,延缓混凝土开裂。 最终确定水泥掺量４０％、ＥＰＳ颗粒掺量０．４５％、棉花秸秆纤维掺量１．０％、砂率２．５％时抗压强度在８．０ ＭＰａ～１０．０ＭＰａ范围内为各种因素的最优组合。     

不同温度下掺玄武岩纤维水工沥青混凝土劈裂试验研究

【目的】为了解温度和纤维掺量对水工沥青混凝土抗裂性能的影响，【方法】采用长度6 mm的玄武岩纤维，开展了0℃、5℃、10℃下的掺纤维沥青混凝土巴西劈裂试验，并利用数字图像相关技术(DIC)对试样表面变形进行测量。【结果】结果显示：试验加载初期，试样的水平向变形不明显，当达到峰值荷载后，试样在上下压条之间的直线上出现明显的水平向应变，与裂缝扩展路径相对应，且掺入纤维增加了裂缝扩展路径的曲折程度；相同温度下，沥青混凝土的劈裂抗拉强度随纤维掺量的增加呈先增大后减小的变化趋势，0℃时，掺量0.8%对应的劈裂抗拉强度最大，5℃和10℃时，掺量0.6%对应的劈裂抗拉强度最大；在0℃的低温条件下，掺入0.2%的纤维可提高沥青混凝土的破坏拉伸应变，然而，当温度升高到5℃和10℃时，沥青混凝土的破坏拉伸应变随纤维掺量的增加呈先减小再增大的变化趋势；沥青混凝土断裂能随纤维掺量变化规律同样受温度影响，0℃和10℃时，断裂能随纤维掺量增加而增大，且掺量为0.6%～0.8%时，断裂能最大，但5℃时，断裂能随纤维掺量变化不明显。【结论】结果表明：在不同温度下，掺玄武岩纤维沥青混凝土抗裂性能随纤维掺量的变化规律是不...     

耐碱玻璃纤维混凝土的单轴拉伸特性研究

试验研究了耐碱玻璃纤维混凝土的单轴拉伸力学特性,研究了纤维掺量对混凝土单轴拉伸力学性能的影响规律.测定了耐碱玻璃纤维混凝土的拉伸应力一变形全曲线,由全曲线得到了纤维混凝土的抗拉强度、弹性模量、最大拉应变及断裂能等力学指标.试验发现:耐碱玻璃纤维掺量为1.6、2.0、2.7kg/m3时,纤维混凝土的抗拉强度比基准混凝土分别提高了5.6%、9.0%和14.5%,最大拉应变分别提高了19.5%、18.9%和41.9%,断裂能分别提高了33.7%、51.1%、69.2%.结论表明耐碱玻璃纤堆对硬化混凝土具有一定阻裂增韧作用.     

硫酸盐干湿循环作用下混掺纤维橡胶混凝土抗冻性试验研究

为了研究混掺纤维橡胶混凝土在硫酸盐干湿循环环境下的抗冻性,以玄武岩与聚丙烯纤维掺量、冻融干湿循环周期为试验参数,将六种不同纤维掺量的混掺纤维橡胶混凝土试件放入5％硫酸钠溶液中干湿循环后再进行抗冻性研究,从外观形貌变化、立方体抗压强度变化、质量损失、相对动弹性模量以及混凝土损伤角度分析了混掺纤维橡胶混凝土的抗冻性随纤维掺量、冻融干湿循环周期的变化规律。结果表明:随着冻融干湿循环周期延长,混掺纤维橡胶混凝土的质量损失逐渐增加,相对动弹性模量逐渐降低;纤维掺量过大时,纤维对混凝土的抗冻性起到“负效应”;纤维和橡胶粉的加入会提高混凝土的密实性,从而阻断部分侵蚀产物产生。当混凝土损伤度相同时,冻融－干湿循环损伤速率更快,是单一冻融循环的1．17倍,采用相对动弹性模量来评价混凝土损失程度切实可行。     

废弃聚丙烯混杂纤维再生混凝土力学性能

通过改变废弃聚丙烯纤维和玄武岩纤维不同掺率组合,分析再生混凝土基本力学性能。结果表明:再生混凝土中掺入混杂纤维后抗压强度有不同程度降低,但低掺量废弃聚丙烯纤维对再生混凝土劈拉强度有明显提高作用。相对基准组混凝土而言,随着混杂纤维的不同掺率组合变化,除玄武岩纤维与废弃聚丙烯纤维比例为4∶1的实验组,其余各试验组的弹性模量均有不同程度的降低,而混杂纤维的掺入大大提高了混凝土的韧性。     

掺再生塑料颗粒自密实混凝土的动态力学性能研究

将塑料废物制成塑料颗粒掺入混凝土中,不仅能减少环境污染减低能耗,而且能提高混凝土的韧性。为探究含塑料颗粒自密实混凝土的动态力学性能,通过改进的霍普金森压杆试验研究了塑料颗粒掺量对自密实混凝土的破坏形态、应力应变曲线、峰值应变、动态抗压强度以及能量耗散密度的影响。结果表明:塑料颗粒自密实混凝土的破坏形态更加有韧性,应力应变曲线有更大的峰值应变和更长的峰后反应,动态抗压强度随塑料掺量的增加而显著减小,能量耗散密度随塑料颗粒掺量的增加呈降低趋势,但存在最优塑料掺量,使得塑料颗粒自密实混凝土相对普通混凝土有更高的冲击韧性。     

聚丙烯纤维和粗骨料对超高性能混凝土抗拉强度的影响研究

向超高性能混凝土中掺入适量粗骨料，可在不降低其力学性能的前提下有效减少胶凝材料的用量，降低其成本。同时，为改善混凝土固有的抗拉强度低的缺陷，将聚丙烯纤维和钢纤维混杂掺入混凝土中可取得较好成果。考虑聚丙烯纤维体积掺量和长径比、粗骨料掺量3个因素，设计并制作了18组共54个超高性能混凝土试块，通过试验研究分析聚丙烯纤维特征参数和粗骨料掺量对含粗骨料超高性能混凝土劈裂抗拉强度的影响规律。结果表明，试验参数范围内，随着聚丙烯纤维体积掺量的增加，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度呈现先减后增再减的规律；随着聚丙烯纤维长径比的增大，呈现先减后增的规律；聚丙烯纤维最佳配比为体积掺量0．10％，长径比167；掺入质量分数为15％的粗骨料不会降低ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度，但当粗骨料掺量提高到30％时，ＵＨＰＣ的劈裂抗拉强度降低明显。     

岩石损伤软化统计本构模型参数的确定方法

本文探讨了岩石损伤软化统计本构模型参数与岩石软化变形破裂过程的应力应变全曲线的特征参量的理论关系，建立了本构模型参数新的确定方法。该方法通过常规试验所得到的峰值点的应力应变值即能确定整个本构模型的其它参数，再将峰值点的应力应变值与围压的关系进行拟合，即能将该模型推广成任意围压下的岩石损伤软化统计本构模型。试验表明，本文模型曲线能较好地反映岩石破裂的全过程。     

玄武岩纤维加筋黄土力学参数优化试验研究

为了研究玄武岩纤维加筋黄土的力学性能,通过正交试验设计进行无侧限抗压强度试验,并采用极差分析和方差分析相结合的方法对试验结果进行分析,研究了含水率、纤维掺量、压实度等3个主要因素对玄武岩纤维加筋黄土无侧限抗压强度影响的主次顺序。随后还基于分析结果进行固结不排水三轴压缩试验,进一步研究了纤维掺量对玄武岩纤维加筋黄土抗剪强度指标的影响规律。研究结果表明:影响玄武岩纤维加筋黄土抗压强度的主次因素顺序依次为纤维掺量、含水率、压实度;方差分析得到的最优水平组合为纤维掺量0.4%、含水率11%、压实度0.95;玄武岩纤维的掺入能够有效提高抗剪强度,凝聚力随掺量的增加先增后减,而内摩擦角波动区间较小;玄武岩纤维加筋黄土的应力-应变关系总体能够较好地符合双曲线模型,其拟合结果b值随围压增大而减小,随纤维掺量增加而先增后减,且纤维掺量存在0～0.2%这一临界区间。     

基于能量守恒修正的混凝土损伤本构模型

为了改进传统的混凝土损伤本构模型,采用TAW-2000试验系统对养护3 d和28 d的混凝土试样进行了三轴力学特性试验,并通过混凝土加载过程中的能量计算方法,确定了混凝土变形过程中的总能量、弹性能和耗散能,根据能量守恒原理建立了可描述混凝土应力-应变关系的修正本构模型。通过模型曲线的对比验证了所建立本构模型的合理性和优越性,并明确了模型参数的物理意义。结果表明：以往本构模型曲线在混凝土应力-应变曲线峰后阶段具有较大的偏离度,而修正的本构模型曲线在应力-应变曲线峰后段的吻合度要更优。模型参数γ可较好地反映混凝土的脆性和延性特征,模型参数n可较好地反映混凝土的强度特征。     

素水泥土及纤维水泥土动力特性试验研究

利用动三轴试验仪对温州地区水泥土进行了试验,研究结果显示:(1)水泥土试样的动应力-动应变曲线、动弹模-动应变曲线均符合双曲线形式,水泥掺量对水泥土动应力的影响最为明显,水泥掺量、纤维掺量、动荷载频率对水泥土动弹模的影响非常明显。(2)随着水泥掺量、动荷载频率的提高,水泥土样发生破坏时的动应变明显变小;随着纤维掺量的提高,水泥土样发生破坏时的动应变明显变大,掺入适量的纤维可以提高水泥土的塑性;当应力水平超过水泥土的"临界动应力"时,水泥土的塑性变形急剧增大直至土体破坏。(3)工程设计时,应控制上部结构传下的总应力不大于加固土体处的临界应力,且应避免荷载频率与水泥土体的固有频率相近。     

高延性混凝土轴心抗拉试验研究

近年来增大混凝土的变形,改善混凝土的脆性,越来越引起国内外学者的重视。通过在混凝土中添加纤维,使混凝土在轴心受拉过程中呈现多裂缝开展的破坏形态,以增大混凝土的变形的目的。试验结果表明:纤维体积掺量为2%时的混凝土抗拉强度比普通混凝土提高了173%,极限拉伸应变是普通混凝土的24倍,应力应变全曲线也表现出良好的"应变硬化"现象。     

混凝土受压性能的均质细观数值模拟

将混凝土看作由骨料、砂浆及它们之间的界面组成的三相复合材料，在细观层次上建立了均质混凝土棱柱体试件的随机骨料模型，分别赋予细观单元弹脆性和弹塑性本构关系，研究了采用不同本构关系的混凝土棱柱体试件在单轴压缩荷载作用下的细观损伤演化过程，分析了宏观应力应变曲线的差异，并将计算结果与试验结果做了比较。结果表明：混凝土试件的破坏是由于细观损伤的积累导致的；界面相是混凝土材料内部最薄弱的地方；砂浆单元采用弹塑性本构关系时所得混凝土棱柱体受压的宏观应力－应变全曲线与试验结果吻合较好。