【摘 要】
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再生混凝土的出现解决了混凝土材料废弃堆埋的问题,实现了材料的再利用,也改善了建筑垃圾对环境的影响。但再生混凝土和混凝土相比具有物理力学性能上的缺点,因此对再生混凝土的改性研究应运而生。钢纤维再生混凝土是在再生混凝土中掺入乱向分布的钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。钢纤维对再生混凝土具有明显的增强、增韧效应,能发挥出较好的阻裂作用。型钢混凝土结构具有承载力大、抗震性能好、横截面小、整体效益好等优
【基金项目】
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型钢再生混凝土界面劣化机理及本构关系研究,国家自然科学基金项目（51608435）； 陕西省科技创新团队项目（2019TD-029）；
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再生混凝土的出现解决了混凝土材料废弃堆埋的问题,实现了材料的再利用,也改善了建筑垃圾对环境的影响。但再生混凝土和混凝土相比具有物理力学性能上的缺点,因此对再生混凝土的改性研究应运而生。钢纤维再生混凝土是在再生混凝土中掺入乱向分布的钢纤维所形成的一种新型的多相复合材料。钢纤维对再生混凝土具有明显的增强、增韧效应,能发挥出较好的阻裂作用。型钢混凝土结构具有承载力大、抗震性能好、横截面小、整体效益好等优点,从而被广泛应用于各种建筑工程中。将钢纤维改性的再生混凝土与型钢结合,既是一种环境友好型结构,又能充分发挥各种材料和整体结构的优良性能。型钢与混凝土界面间良好的粘结作用是保证两者协同工作的重要基础,因此粘结滑移性能研究是基本的研究工作。目前国内外关于型钢与混凝土及再生混凝土粘结滑移性能的研究已有很多,但鲜有对型钢-钢纤维再生混凝土（简称S-SFRAC）粘结滑移性能的试验研究。因此本文设置了钢纤维体积率、钢纤维长径比、型钢保护层厚度和型钢埋置长度四种试验变量,对16个标准推出试件进行了压力推出试验,初步研究型钢-钢纤维再生混凝土（S-SFRAC）的粘结滑移性能。本文主要的研究工作和取得的主要成果如下:（1）归纳总结了试件裂缝类型和破坏特征:试件型钢加载端的破坏裂缝主要有粘结裂缝和胀裂裂缝,试件侧面裂缝主要有竖向贯通裂缝和斜向裂缝;试件均发生纵向粘结劈裂破坏,个别试件存在局部受压破坏。（2）完成了型钢-钢纤维再生混凝土界面相对滑移和型钢翼缘及腹板处应变的测量,相对滑移和应变的测量曲线在荷载上升段均大致呈负指数形式变化,在荷载下降段均大致呈线性关系变化。（3）分析了各试件荷载-滑移曲线,对其划分不同受力滑移阶段;定义了特征粘结强度,同时考虑各试验变量对特征粘结强度的影响,提出了型钢-钢纤维再生混凝土特征粘结强度计算公式;对钢纤维增强原理和效果进行了研究,从界面粘结强度、界面粘结刚度和界面粘结耗能等方面都表明了钢纤维的增强作用。（4）定义了特征滑移值,建立了平均粘结应力-加载端滑移本构关系;对界面间等效粘结应力和相对滑移规律进行了分析总结,通过引入考虑相对滑移的位置函数H（x）和考虑粘结应力的位置函数G（x）,建立了反映位置变化的粘结滑移本构关系。（5）利用ABAQUS软件建立了试件的粘结滑移数值模拟模型,使用平均粘结应力-加载端滑移本构关系创建界面粘结单元,对试件的粘结滑移进行了软件模拟演算,得到了部分试件模拟计算的应力云图和荷载-滑移曲线,其结果与试验结果相符,表明平均粘结应力-加载端滑移本构关系的合理性。
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