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超高性能混凝土(UHPC)是一种具有超高强度和超高韧性的水泥基复合材料,由于其优越的力学性能被应用在海洋工程、桥梁建设、国防设施等方面。UHPC的应力-裂纹宽度(?-w)的关系在材料设计、结构设计、断裂分析等方面起着至关重要的作用。本文研究了不同细钢纤维掺量的UHPC的拉伸力学性能,通过三点弯曲实验和DIC测试方法研究了UHPC切口梁的开裂过程。依据虚拟裂纹模型和断裂韧性准则分析了UHPC切口梁的开裂过程,推导UHPC切口梁的应力强度因子和裂纹宽度的表达式,以此为基础编写计算程序,反算UHPC的分段线型?-w关系。最后利用这一关系,理论计算UHPC梁受弯过程中荷载与裂纹宽度(P-w)的关系,并与实验结果对照。论文的主要工作如下:(1)UHPC的初裂强度和拉伸强度随钢纤维体积掺量的增加而增加;当纤维体积掺量高于1%时,UHPC开裂后呈现应变硬化多元开裂的特性。钢纤维体积掺量越高,断裂韧度越高,抗裂能力越强,裂纹扩展速率越慢,阻碍裂纹扩展的能力越好,但是纤维体积掺量对UHPC切口梁的l-CMOD关系的影响较小。(2)由UHPC切口梁的三点弯曲实验获取了UHPC的断裂韧度、裂纹扩展速率、l-CMOD关系和P-l关系;荷载随着裂纹张开位移和裂纹扩展长度的增长都会先增长后下降;在UHPC切口梁开裂的过程中,裂纹始终保持三角形形态曲折向上扩展。(3)根据UHPC切口梁的应力强度因子和裂纹宽度的表达式,以及通过实验获得的外加荷载与裂纹扩展长度的关系、UHPC的初裂强度、断裂韧度等,采用自编程序,确定了裂纹离散化时裂纹节点间距(35)l的取值,依次反算出每一段的?-w关系,最后获得了三种纤维体积掺量的UHPC的分段线型?-w关系。(4)利用得出的UHPC分段线型?-w关系,分析了UHPC梁在三点弯曲时的P-w关系,与实验结果比较,曲线特征相似,计算所得初裂荷载和极限荷载对应的裂纹宽度与实验值较为一致,但是理论计算的极限荷载比实验值稍高。