鋼纖維混凝土單軸受壓本構關系試驗研究.pdf

1、鋼纖維加入到混凝土中可以起到增強增韌的效果，雖然鋼纖維混凝土已經應用于水利水電、海岸海洋、土木建筑、道路橋梁等工程建設中，但作為鋼纖維混凝土結構設計和數值計算依據的鋼纖維混凝土受壓本構關系，相關研究還十分有限，限制了鋼纖維混凝土的進一步推廣和應用。本文通過鋼纖維混凝土單軸受壓試驗，研究了鋼纖維混凝土的抗壓強度和受壓本構關系。主要研究內容如下：
　　（1）通過90個150mm×150mm×150mm的鋼纖維混凝土立方體試件的抗壓強度

2、試驗，研究了不同混凝土基體強度下，鋼纖維體積率和鋼纖維強度對混凝土立方體試件破壞形態(tài)和抗壓強度的影響。結果表明，鋼纖維使混凝土的破壞形態(tài)由脆性破壞轉變?yōu)樗苄云茐模换炷粱w強度在C30/CF30～C60/CF60時，鋼纖維體積率在0％～2%范圍的增大，立方體抗壓強度可提高2.5%～41.66%，高強度鋼纖維對混凝土立方體抗壓強度的增強效果優(yōu)于低強度鋼纖維。
　?。?）基于試驗機自身剛度的情況下，通過90個150mm×150mm×3

3、00mm的鋼纖維混凝土棱柱體單軸受壓試驗，研究了鋼纖維體積率、基體混凝土強度和鋼纖維強度對鋼纖維混凝土單軸受壓破壞形態(tài)和本構關系的影響。結果表明，鋼纖維在試件裂縫失穩(wěn)擴展階段和破壞階段增強增韌效果顯著。由于試驗機自身剛度較小，高強混凝土試件難以測得應力-應變曲線下降段?；炷粱w強度在C30/CF30～C60/CF60時，隨鋼纖維體積率在0%～2.0%范圍內的增大，應力-應變曲線愈加飽滿，峰值應力和峰值應變顯著增大。而對于C80/CF8

4、0混凝土試件，峰值應力仍隨鋼纖維體積率增大而提高，峰值應變則有所降低。高強度鋼纖維對高強混凝土增韌效果較好。針對鋼纖維混凝土的特點，建立了鋼纖維混凝土受壓本構關系模型。
　?。?）基于在試驗機上增設剛性元件的情況下，通過90個150mm×150mm×300mm的鋼纖維混凝土棱柱體單軸受壓試驗，研究了鋼纖維體積率、混凝土基體強度和鋼纖維類型對鋼纖維混凝土單軸受壓本構關系的影響。研究表明，混凝土基體強度在C30/CF30～C80/CF

5、80時，鋼纖維體積率在0%～2.0%范圍內的增大，棱柱體試件的受壓應力-應變曲線更加飽滿，峰值應力、峰值應變和曲線下包面積均顯著提高。隨基體強度等級在C30/CF30～C80/CF80范圍內的提高，試件的峰值應力提高，曲線上升段斜率增大，而曲線曲率和上升段的變形減小。高強度鋼纖維對高強混凝土增韌效果較好。與基于試驗機自身剛度的試驗方法相比，增設剛性元件后可以穩(wěn)定地量測到應力-應變曲線的下降段，并使曲線上升段參數有所增大，曲線下降段的規(guī)律