混凝土在水利工程中的广泛应用,极大地推进了当代水利工程的发展。然而,由于普通混凝土存在抗拉强度低、韧性差和易开裂等缺点,以及水利工程工况复杂,水工混凝土结构往往要经受高承载、高冲击以及疲劳、侵蚀等诸多因素的影响,因此,水利工程建设对混凝土性能提出了更高的要求。通过在普通混凝土中掺入一定比例的钢纤维所制备的钢纤维混凝土(Steel Fiber Reinforced Concrete),能够在保证普通混凝土优良特性的同时,还能提高混凝土的抗拉、抗弯和韧度等性能。目前,钢纤维混凝土已在水利工程中得到了初步的应用,可显著提高水工混凝土结构的性能和使用寿命。韧性作为衡量混凝土力学性能的重要指标之一,是指材料自受荷到失效的能量吸收能力。钢纤维混凝土良好的韧性可满足水工材料或结构应对复杂工况的影响。实际工程中,往往采用弯曲韧性作为评价韧性的指标。现有研究表明,钢纤维混凝土的弯曲韧性不仅与基体混凝土强度有关,同时也与钢纤维强度、掺量、几何尺寸、分布状态和类型以及与混凝土之间的粘结情况有关。随着混凝土性能的不断提高以及钢纤维生产工艺的进步,高强度且高锚固的端钩型钢纤维应运而生,但这种新型钢纤维对混凝土弯曲韧性的影响还缺乏系统的研究。为此,本文在试验的基础上,重点研究端钩型钢纤维掺量、几何尺寸和类型对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响。主要研究内容如下:(1)通过48组共576根150 mm×150 mm×550 mm钢纤维混凝土切口梁的三点弯曲试验,以基体混凝土强度等级,钢纤维掺量、几何尺寸和类型为试验参数,采用欧洲材料与结构协会RILEM TC 162-TDF标准分析各因素对荷载-挠度曲线的影响,采用中国工程建设协会CECS13:2009标准分析各因素对弯曲韧性的影响。结果表明,在试验参数变化的范围内,基体混凝土强度等级越高,钢纤维掺量越多,长径比越大,长度越大,端钩数目越多,荷载-挠度曲线越饱满,弯曲韧性越好。(2)采用数理统计学的计算方法,比较各因素变化对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响程度。结果表明,混凝土开裂前的弯曲韧性主要取决于基体混凝土强度;混凝土开裂后,横跨裂缝的钢纤维逐渐发挥增韧作用,弯曲韧性主要受钢纤维参数变化的影响,其中,钢纤维掺量是影响弯曲韧性的最主要因素。钢纤维几何尺寸主要影响钢纤维与混凝土基体的粘结效果。钢纤维端钩在钢纤维与混凝土的粘结阶段通过锚固作用增强粘结效果,在钢纤维被拔出阶段通过产生塑性变形或破碎混凝土消耗大量能量,从而提高弯曲韧性。钢纤维自身因素中,钢纤维端钩对弯曲韧性的影响程度最大。(3)根据本文以及相关文献的切口梁弯曲韧性试验结果,提出了钢纤维混凝土弯曲韧性的计算方法,并验证了其合理性。