基于雙K準(zhǔn)則的多尺寸聚丙烯纖維混凝土斷裂韌性研究.pdf

1、混凝土脆性斷裂的特點(diǎn)，限制了其使用范圍。通過(guò)在混凝土中摻入聚丙烯纖維，纖維的阻裂、增韌及增強(qiáng)作用，顯著改善了混凝土的各項(xiàng)力學(xué)性能。且由于聚丙烯纖維價(jià)格低廉、耐腐蝕性能優(yōu)良等特點(diǎn)，使得聚丙烯纖維混凝土獲得了廣泛的應(yīng)用。許多研究者將聚丙烯纖維與鋼纖維混摻于混凝土中，以獲得性能更好的混凝土。但考慮到鋼纖維價(jià)格貴、耐腐蝕性能差等弊端，而聚丙烯粗纖維單根承載能力強(qiáng)、力學(xué)性能與鋼纖維相仿等特點(diǎn)，本文通過(guò)將不同尺寸的粗細(xì)聚丙烯纖維混摻獲得多尺寸聚丙烯

2、纖維混凝土，利用室內(nèi)試驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的研究方法，系統(tǒng)地研究了聚丙烯纖維混凝土的斷裂特性。本文的主要研究?jī)?nèi)容及成果如下：
　?、偻ㄟ^(guò)控制三種不同尺寸聚丙烯纖維的摻入情況，設(shè)計(jì)制作12組切口梁試件，并對(duì)這12組試件進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，獲得各組試件的荷載—位移曲線、荷載—裂縫開(kāi)口位移曲線。從試驗(yàn)現(xiàn)象及試驗(yàn)結(jié)果可以看出，纖維的摻入改善了混凝土的脆性斷裂，使得混凝土在裂縫擴(kuò)展到一定寬度時(shí)還具有承載能力；
　?、诨陔p K斷裂準(zhǔn)則，根

3、據(jù)試驗(yàn)結(jié)果研究了聚丙烯纖維混凝土的起裂韌度ciniIK及失穩(wěn)韌度 ucnIK，結(jié)果表明，聚丙烯纖維的摻入對(duì)混凝土起裂韌度的影響很小，對(duì)失穩(wěn)韌度的影響顯著。這說(shuō)明聚丙烯纖維在混凝土裂縫產(chǎn)生后作用效果顯著，纖維在裂縫處的橋接作用限制裂縫的發(fā)展并延長(zhǎng)裂縫的擴(kuò)展路徑，使得混凝土的失穩(wěn)韌度大幅度提高，在總摻量相同的前提條件下，不同尺寸纖維的混摻能獲得更好的效果；
　　③聚丙烯纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)增韌本質(zhì)在于纖維在裂縫處的橋接作用。而橋接應(yīng)力與

4、單根纖維的拉拔力學(xué)特性及纖維在混凝土基體內(nèi)的分布有關(guān)，將單根纖維的拉拔荷載—位移曲線簡(jiǎn)化為線性上升段和線性下降段，并將拉拔曲線的峰值荷載視為纖維埋置角度及埋置長(zhǎng)度的函數(shù)，并結(jié)合纖維在混凝土基體內(nèi)的分布函數(shù)，得到了纖維的橋接應(yīng)力模型；
　　④纖維在裂縫處的橋接應(yīng)力可使支護(hù)結(jié)構(gòu)帶裂縫工作，提高結(jié)構(gòu)的變形能力，傳統(tǒng)的材料力學(xué)理論假設(shè)的應(yīng)力分布與纖維混凝土開(kāi)裂后的應(yīng)力分布差別較大，通過(guò)斷裂力學(xué)的分析，獲得支護(hù)纖維混凝土結(jié)構(gòu)帶裂縫斷面的應(yīng)力