【摘 要】
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混凝土管（Concrete Pipe）已被广泛应用于各类市政工程中,如输水管道、污水排放管道等。众所周知,混凝土类材料是典型的脆性材料,具有易开裂、延性差等特点,纤维的掺入能很好地起到增强增韧的作用。然而,对于纤维混凝土管节的力学性能研究还鲜有报道;另一方面,粗聚丙烯纤维（Coarse Polypropylene Fiber）、玄武岩纤维（Basalt Fiber）近年来因其优良的表现受到了国内外
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混凝土管（Concrete Pipe）已被广泛应用于各类市政工程中,如输水管道、污水排放管道等。众所周知,混凝土类材料是典型的脆性材料,具有易开裂、延性差等特点,纤维的掺入能很好地起到增强增韧的作用。然而,对于纤维混凝土管节的力学性能研究还鲜有报道;另一方面,粗聚丙烯纤维（Coarse Polypropylene Fiber）、玄武岩纤维（Basalt Fiber）近年来因其优良的表现受到了国内外学者的广泛关注,其中粗聚丙烯纤维更是被认为是潜在的钢纤维替代品。目前,针对粗聚丙烯-玄武岩混掺纤维混凝土的研究主要集中于小试件,对管节类构件的性能研究较为缺乏。鉴于此,本文通过室内试验、数值模拟及理论分析等手段,完成了普通无筋/有筋混凝土管、聚丙烯-玄武岩纤维无筋/有筋混凝土管的三点试验,比较了不同纤维掺入对混凝土管节的承载力影响,并通过ABAQUS数值模拟进行验证和拓展分析,主要研究内容和成果如下:（1）无筋工况下,通过承载力试验研究了单掺粗聚丙烯纤维、单掺玄武岩纤维以及混掺粗聚丙烯-玄武岩纤维对无筋混凝土管径向受压承载性能的影响,结果表明:普通无筋混凝土管B0P0达到峰值后迅速破坏,混掺粗聚丙烯-玄武岩纤维混凝土管B2P4破坏时能保持较好的完整性,且相比B0P0承载力提升了46.26%,效果最佳。各管节破坏模式为弯曲破坏,即在管节顶部内侧、底部内侧,左部外侧以及右部外侧形成四条主裂缝。（2）配筋工况下,通过承载力试验研究了混掺粗聚丙烯-玄武岩纤维对钢筋混凝土管径向受压承载性能的影响,结果表明:普通钢筋混凝土管中RB0P0混凝土与钢筋剥离剥落现象严重,脱落块较大,而混掺粗聚丙烯-玄武岩纤维钢筋混凝土管RB2P4未见明显剥落,表现出开裂而不剥落的特性,且相比RB0P0承载力提升了30.19%,低于无筋工况下混掺粗聚丙烯-玄武岩纤维对管节承载力的提升效果。（3）采用ABAQUS进行数值模拟,结合室内管节三点试验数据建立无筋/钢筋混凝土管节模型,利用ABAQUS模拟纤维掺量配比对无筋/钢筋混凝土管承载力的影响,以及改变环、纵向配筋对粗聚丙烯-玄武岩纤维钢筋混凝土管承载力的影响,结果表明:纤维掺量配比对无筋混凝土管承载力的影响次序为:B2P4＞B1.2P4.8＞B0P6＞B4P2＞B3P3＞B4.8P1.2＞B6P0;纤维掺量配比对钢筋混凝土管承载力的影响次序为:RB2P4＞RB1.2P4.8＞RB0P6＞RB3P3＞RB4P2＞RB4.8P1.2＞RB6P0。（4）通过对管节控制截面受力的分析,以试验数据为基础,利用钢筋混凝土管模拟所得的数据,针对纤维掺量配比的钢筋混凝土管提出相应的抗弯承载力增强系数,结果表明:管节控制截面受力分析过程中,管节顶部截面只处于受弯状态,侧部截面则处于轴力以及弯矩作用下;RB0P6、RB6P0、RB1.2P4.8、RB2P4、RB3P3、RB4P2与RB4.8P1.2的抗弯承载力增强系数分别为1.27、1.1、1.29、1.37、1.24、1.16以及1.18。
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