【摘 要】
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超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,以下简称UHPC）作为一种具有超高强、高韧性以及优异耐久性的新型水泥基复合材料,自问世以来就受到国内外土木工程界的高度关注,是21世纪新型混凝土材料的发展方向。已有研究表明,在UHPC中掺入适当类型及比例的粗骨料,能有效减少UHPC在制备过程中的胶凝材料用量,降低UHPC的自收缩率,改善UHPC的力学性能并提高其工作效
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超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete,以下简称UHPC）作为一种具有超高强、高韧性以及优异耐久性的新型水泥基复合材料,自问世以来就受到国内外土木工程界的高度关注,是21世纪新型混凝土材料的发展方向。已有研究表明,在UHPC中掺入适当类型及比例的粗骨料,能有效减少UHPC在制备过程中的胶凝材料用量,降低UHPC的自收缩率,改善UHPC的力学性能并提高其工作效益、节约生产成本,进而促进UHPC的工程应用。现阶段关于含有粗骨料UHPC（Coarse Aggregate Ultra-High Performance Concrete,以下简称CA-UHPC）轴心受压下的工作机理与力学性能尚不明确,轴心受压应力-应变关系不够成熟。鉴于此,本文依托国家自然科学基金重点项目“复杂作用下钢管超高性能混凝土力学性能及设计计算理论研究”（51738011）,通过试验,对CA-UHPC轴心受压应力-应变关系开展研究,主要工作及成果如下:（1）考虑粗骨料质量掺量、粗骨料种类及钢纤维体积掺量三种因素,设计制作了 63个立方体及51个棱柱体试件,在制备过程中分析了 CA-UHPC的流动性,通过轴心受压试验,考察了 CA-UHPC的受力全过程及破坏形态,并根据试验实测的受力全过程,分析了各阶段CA-UHPC的应力状态,较为深入地阐述了粗骨料和钢纤维对CA-UHPC轴心受压性能的影响。结果表明:在一定掺量下,CA-UHPC的抗压强度及抗压韧性随粗骨料和钢纤维掺量的提高而提高,且与粗骨料自身的强度与韧性呈正相关。（2）基于实测的抗压强度fc、峰值应变εc、弹性模量Et及应力-应变全曲线,将所得试验结果进行对比分析,通过数据分析计算,研究了粗骨料质量掺量、粗骨料种类及钢纤维体积掺量对CA-UHPC基本力学性能指标的影响规律,并基于高强混凝土受压基本力学性能指标计算方法,对试验数据进行拟合分析,建立了粗骨料掺量与种类对CA-UHPC抗压强度fc、峰值应变εc和弹性模量Et三种基本力学性能指标的影响公式,提出了 CA-UHPC峰值应变和弹性模量的计算公式。（3）在对CA-UHPC基本力学性能指标分析的基础上,研究了 CA-UHPC轴心受压应力-应变全曲线的基本数学特征,曲线整体形状和数学特征与普通UHPC的相似,其上升段斜率单调减小,但变化较小,呈线性递增;下降段有一个拐点和一个曲率最大值点,下降较陡。基于曲线数学特征,通过对国内外已有的应力-应变全曲线表达式进行拟合分析,建立了 CA-UHPC轴心受压应力-应变全曲线数学表达式,并进行了对比验证,结果与试验数据吻合较好,可供工程设计计算分析参考。最后在总结全文分析结果的基础上,对本课题的后续研究提出了展望。
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