層布式鋼纖維砼彎拉強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)理及細(xì)觀力學(xué)分析.pdf

1、纖維增強(qiáng)混凝土是一種多相材料，其力學(xué)性能不僅取決于各組分材料的性能，同時(shí)也取決于材料的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特性。以細(xì)觀的尺度研究纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，揭示其增強(qiáng)機(jī)理和力學(xué)本質(zhì)，成為復(fù)合材料研究工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著纖維增強(qiáng)混凝土的廣泛應(yīng)用，設(shè)計(jì)和改進(jìn)其材料特性和力學(xué)性能愈來(lái)愈成為工程技術(shù)人員追求的目標(biāo)。當(dāng)今的研究，進(jìn)一步深化到界面細(xì)觀結(jié)構(gòu)和由此產(chǎn)生的界面效應(yīng)、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀行為的關(guān)系等。從細(xì)觀的角度去揭示纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的增強(qiáng)增韌機(jī)制，從理論上闡述宏

2、觀性能與細(xì)觀特性的聯(lián)系，是本論文需要解決的核心問(wèn)題。 層布式鋼纖維增強(qiáng)混凝土路面結(jié)構(gòu)，是在經(jīng)濟(jì)與性能并重的基礎(chǔ)上，使鋼纖維分層布置，即鋼纖維分布于混凝土路面板的上部和下部，形成“層布式鋼纖維增強(qiáng)混凝土”。自1997年以來(lái)，多次試驗(yàn)證明，層布式鋼纖維混凝土在抗彎拉、延性、阻裂、耐久性和韌性等多方面具有優(yōu)良的性能。因此，深入地研究鋼纖維增強(qiáng)的力學(xué)本質(zhì)，從理論上闡述鋼纖維混凝土增強(qiáng)機(jī)理，對(duì)層布式鋼纖維增強(qiáng)混凝土的推廣應(yīng)用具有相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)

3、意義。 本文在已完成的各類(lèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)影響鋼纖維混凝土力學(xué)性能的各項(xiàng)參數(shù)(彈性常數(shù)、幾何參數(shù)、粘結(jié)狀態(tài)等)進(jìn)行定量的分析。在細(xì)觀力學(xué)分析中，選用同心圓柱模型、疊加模型，并考慮纖維與基體的尺寸、粘結(jié)情況和纖維取向等因素，對(duì)鋼纖維從基體中拔出這一過(guò)程進(jìn)行數(shù)值分析，得出纖維拔出和拉斷荷載。最后，綜合考慮纖維在斷面上不同埋長(zhǎng)深度和方向系數(shù)的影響，計(jì)算由于鋼纖維的摻入產(chǎn)生的“負(fù)向”的應(yīng)力強(qiáng)度因子，并對(duì)由“負(fù)向”的應(yīng)力強(qiáng)度因子引起的試件