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钢纤维混凝土(SteelFiberReinforcedConcrete,简写为SFRC)是在普通混凝土中掺入乱向分布的短钢纤维所形成的一种新型复合材料。它不仅具有普通混凝土的优良特性,同时由于钢纤维的存在限制了裂缝的开展,从而使原来本质上是脆性的混凝土材料呈现出很高的抗裂性能并能推迟裂缝的出现、使混凝土具有较大的延性和韧性以及优良的抗拉、抗折、抗冲击、耐磨损、抗疲劳等特性。近年来,钢纤维混凝土得到广泛的应用和深入的研究。根据国内外已有的研究成果,本文对钢纤维混凝土静力损伤和疲劳损伤进行了研究,主要研究内容及结论如下:1、给出了将试验得到的4点弯曲梁的荷载-挠度曲线转化为相应的应力-应变曲线的方法;根据能量等效原理和weibull统计分布理论推导了钢纤维混凝土在单向荷载作用下的本构模型及其损伤模型,只要能准确的测定出试件的弹性模量、峰值应力以及相应的峰值应变,就能得到其单向荷载作用下的本构方程和损伤演变方程。2、静载破坏可看成是特殊的疲劳破坏,即极限强度加载下,承受一个循环的疲劳破坏。在此过程中,损伤也是一个逐步累积的过程。借鉴疲劳损伤的分析方法,基于损伤力学推导了单轴加载作用下描述损伤变量与应变关系的损伤演变方程。根据应变等效原理,得到对应的本构方程。3、对钢纤维再生混凝土和钢纤维卵石混凝土弯曲疲劳性能进行了试验研究,得到不同应力水平(S=0.7,0.75,0.8,0.85)下的疲劳寿命。分析结果表明:应力水平S与对数疲劳寿命lgN成直线关系,相关系数在0.99以上,因钢纤维和粗骨料之间的界面连接强度不同,在任何应力水平下钢纤维再生混凝土的疲劳寿命都比钢纤维卵石混凝土大。综合已有文献回归得到的弯曲疲劳载荷作用下的疲劳寿命方程,可作为弯曲疲劳荷载作用下疲劳寿命的估算。钢纤维再生混凝土和钢纤维卵石混凝土弯曲疲劳应变演化曲线呈现三阶段发展规律,随着循环比的增加,钢纤维再生混凝土的疲劳应变比钢纤维卵石混凝土的疲劳应变发展慢。由此可见,利用再生骨料作为粗骨料的钢纤维再生混凝土不仅能“变废为宝”,减少环境污染,实现资源的重复利用,而且其疲劳寿命和疲劳应变发展都优于钢纤维卵石混凝土。4、利用威布尔分布和对数正态分布对钢纤维再生混凝土和钢纤维卵石混凝土的疲劳寿命试验结果进行检验,结果表明本次试验的弯曲疲劳寿命较好地服从对数正态分布和两参数威布尔分布。不同存活率P和应力水平S下,单对数疲劳方程和双对数疲劳方程的线性关系是成立的,其相关系数R均在0.99以上;存活率P对钢纤维卵石混凝土的回归系数B和b影响很小,可取其平均值作为通用结果,而存活率P对钢纤维卵石混凝土各回归系数影响很小,可取其平均值作为通用结果。5.通过对二级配钢纤维混凝土疲劳试验数据进行回归,提出了二级配钢纤维混凝土弯曲疲劳方程,其回归系数可以达到0.971以上,比采用其他拟合公式更接近试验结果。6.提出了描述钢纤维混凝土的疲劳应变演化曲线的疲劳应变方程,结果显示,拟合曲线与试验曲线能很好吻合。根据疲劳模量与疲劳应变幅值成反比的关系,由疲劳应变演化方程得到疲劳模量演化方程。利用疲劳模量演化方程对已有疲劳模量试验结果进行拟合,结果显示,该式表达的疲劳模量演化曲线与相应的试验曲线吻合很好,其相关系数均在0.99以上,说明该式适合描述钢纤维混凝土的疲劳模量演化曲线。7、分别用疲劳应变和疲劳模量定义钢纤维混凝土疲劳损伤,得到的典型的损伤变量演化曲线显示,由最大疲劳应变和疲劳残余应变定义的损伤变量演化曲线基本一致,且相差很小;而由疲劳模量定义的损伤变量演化曲线明显大于由疲劳应变定义的损伤变量演化曲线,当循环比为0.9时,由疲劳应变定义的损伤变量约0.35左右,而疲劳模量定义的损伤变量约为0.77,当初始循环时,疲劳模量定义的损伤变量就达到0.34左右,而疲劳应变定义的损伤变量接近0。也就是说,由疲劳模量定义的损伤变量自始至终都比疲劳应变定义的损伤变量大。8、基于损伤力学推导了钢纤维卵石混凝土和钢纤维再生混凝土弯曲疲劳损伤方程,结果显示,由疲劳损伤方程得到的回归曲线与疲劳损伤演化曲线吻合很好。9、根据材料的宏观量的变化与疲劳损伤演变有本质联系,故由损伤变量推导得到钢纤维混凝土剩余疲劳寿命和剩余弯曲强度的表达式。通过该式,可求得给定疲劳应力水平、不同损伤状态下的剩余疲劳寿命和剩余弯曲强度,为有损结构的安全评估及决策提供参考。由剩余疲劳寿命随损伤变量以及循环比的变化曲线可知,随着损伤变量的增大,剩余疲劳寿命曲线下降,损伤变量为0.3以内时,剩余疲劳寿命降幅较大,且应力水平越低,降幅越明显,应力水平为0.7时,曲线急剧下降;随着循环比的增加,剩余疲劳寿命近似直线下降,且应力水平越低,降幅越明显。由剩余弯曲强度随循环比以及损伤变量的变化曲线可以看出,随循环比的不断增加,剩余弯曲强度逐渐降低,近似呈直线变化,当接近破坏时,剩余弯曲强度急剧下降,另外,循环比相同时,应力水平的变化对剩余弯曲强度的影响较小;而剩余弯曲疲劳强度随损伤变量近似呈直线变化,损伤变量相同时,应力水平越高,剩余弯曲强度越大。