单纤维与水泥土基体拉拔模拟与破坏机理研究

来源 :浙江海洋大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:liuandhll
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舟山地区存在大量的淤泥质软土,在软土上建造建筑物有很多不利的因素,比如海水中含有大量的离子成分造成了水泥土的后期强度不高、成型质量较差,容易发生膨胀产生裂纹等工程问题,在实际工程中人们常常在水泥土中添加一些纤维来改善其性能,抑制裂纹的发展,提高水泥土的强度。本文在前人研究的基础上利用土壤张拉试验仪、传感器、千分表等仪器进行聚丙烯纤维单丝拉拔试验,测试埋入长度为5mm、10mm、15mm的聚丙烯单丝纤维在3、7、28、90天期龄的纤维拉力随滑动位移的变化规律,通过纤维拉力-位移曲线分析纤维在滑动过程中的拉力变化。通过有限元软件ABAQUS建立二维和三维单纤维拉拔有限元模型,运用粘滞理论计算纤维在脱粘和拔出过程中界面剪应力的变化,对比粘滞理论计算结果和数值模拟结果,验证单纤维拉拔二维、三维有限元模型构建的合理性。在二维、三维模型构建合理的基础上,变换纤维与水泥土基体之间的摩擦系数、纤维的弹性模量、纤维端部粘结力、纤维的掺入量、纤维的埋入长度、接触界面属性、渐变层厚度、纤维与水泥土基体的弹塑性、粘性单元参数等因素,探究这些因素对纤维拉力-位移曲线的影响。在保持纤维掺量、纤维长度、接触条件等因素相同的条件下,考虑界面单元时,三维模拟得出的拉力-位移曲线与试验测出的拉力-位移曲线很相近,说明界面层是影响纤维拉力的一个很重要的因素,界面层的破坏是纤维加筋失效的根本原因,这对以后纤维加筋技术相关的研究具有极大的指导意义。
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