论文部分内容阅读
ECC(Engineered Cementitious Composites)是一种新型工程用水泥基复合材料，具有良好的物理力学性能，峰值拉伸应变可达到3％以上，抗压强度与普通混凝土接近，而受压韧性优于普通混凝土。我国对ECC的研究尚处于起步阶段，对ECC物理力学性能的研究还不够透切，尚没有比较成熟的ECC受压、受拉本构模型可以用于有限元非线性分析。 本文通过试验，探究了各种因素对ECC受压、受拉性能的影响规律，并建立了ECC受压、受拉本构模型，为该种材料应用于实际工程及有限元模拟提供了理论支持，具有重要的科学意义和工程应用价值。本文研究内容如下: (1)考虑PVA(polyvinyl alcohol)纤维体积掺量、水胶比、砂胶比、尺寸效应及形状效应等因素，对不同配合比的ECC立方体试件进行了单轴受压试验。探究各种因素对ECC单轴受压性能的影响规律，并对ECC的受压韧性进行评价，得到性能优越的ECC配合比，为论文后续的试验研究及本构模型的提出奠定基础。 (2)采用本文得到的性能较优越的ECC配合比，考虑PVA纤维体积掺量、水胶比两种因素的影响，对ECC棱柱体试件进行了单轴受压试验。基于试验结果分析了PVA纤维体积掺量、水胶比对ECC棱柱体单轴抗压强度、弹性模量、泊松比以及受压韧性的影响规律。 (3)根据ECC棱柱体单轴受压试验中得到的ECC受压应力-应变全曲线，通过理论分析，并应用软件Matlab及Origin提出了ECC受压本构模型。又进行了验证试验，与本文所提出的ECC受压本构模型进行比较，两者吻合较好，验证了模型的适用性。 (4)考虑PVA纤维体积掺量、水胶比两种因素影响，对ECC薄板试件进行了单轴拉伸试验。探究上述两种因素对ECC受拉性能的影响规律，给出了单轴受拉性能较优越ECC的PVA纤维体积掺量(2％)以及ECC受拉弹性模量取值。 (5)根据试验结果绘制ECC受拉应力-应变全曲线，通过理论分析并利用软件Matlab及Origin提出了ECC受拉本构模型。