【摘 要】
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活性粉末混凝土在土木工程中的应用日益广泛,钢纤维的掺加对活性粉末混凝土起到了增强、增韧和阻裂的作用。钢纤维与基体的界面粘结力能阻止混凝土裂缝扩散从而改善活性粉末混
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活性粉末混凝土在土木工程中的应用日益广泛,钢纤维的掺加对活性粉末混凝土起到了增强、增韧和阻裂的作用。钢纤维与基体的界面粘结力能阻止混凝土裂缝扩散从而改善活性粉末混凝土的变形性能。目前关于活性粉末混凝土纤维增强机理的研究多以宏观试验为主,缺乏细观层次增强机理的研究。为了从细观层次研究钢纤维对活性粉末混凝土的增强、增韧作用,本文通过拉拔试验对钢纤维与活性粉末混凝土之间的粘结性能进行了研究,并在试验基础上建立了界面粘结力学模型,对以后的研究工作提供参考。
论文主要工作及结论如下:
建立了与实际工程中的材料受力模式接近的几何研究模型,并根据弹性力学理论,针对此模型,建立了在荷载作用下纤维增强复合材料各组分的力学本构关系式,详细推导了纤维、基体、界面的应力表达式;得到了纤维轴向应力与相对滑移距离关系的表达式;根据界面脱粘准则建立了针对本文模型的界面能耗率表达式。
通过钢纤维与活性粉末混凝土拉拔试验,研究了钢纤维对活性粉末混凝土的增强、增韧机理。试验表明:极限荷载随钢纤维粘结长度的增加而增加,而极限粘结强度随钢纤维粘结长度增加而降低;钢纤维与活性粉末混凝土的极限荷载(极限粘结强度)与钢纤维埋置角度有关,当钢纤维埋置角度小于45°时,极限荷载随埋置角度的增大而增大,埋置角度为45°时达到最大;埋置角度超过45°时,粘结力随埋置角度的增大而减小。
结合钢纤维与高强混凝土拉拔试验,得到在破坏面上,钢纤维对活性粉末混凝土的桥联力大于钢纤维对高强混凝土的桥联力。
通过对活性粉末混凝土与钢纤维拉拔试验的轴向拉拔曲线的回归分析,拟合出不同粘结长度的钢纤维粘结荷-滑移全曲线。
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