基于內(nèi)聚力模型的鋼纖維水泥基材料界面性能分析.pdf

1、鋼纖維混凝土由于其自身優(yōu)良的工作性能而被廣泛的應(yīng)用于建筑、水利、橋梁等工程中。在混凝土基體中加入鋼纖維能夠從微觀機(jī)制提高混凝土基體的延性、韌性、抗拉強(qiáng)度、抗沖擊性能及抗裂性。然而由于混凝土與纖維之間薄弱的界面層使得鋼纖維的增強(qiáng)與增韌效果不能充分發(fā)揮出來(lái)。界面的粘結(jié)性能作為鋼纖維混凝土微觀力學(xué)性能的核心，一般通過(guò)纖維拔出試驗(yàn)測(cè)得。但只通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定存在一定局限性。本文利用ABAQUS有限元軟件，基于內(nèi)聚力模型研究了鋼纖維從混凝土基體中拔出的

2、整個(gè)過(guò)程，為鋼纖維混凝土的斷裂特性研究提供了參考。
　　本文首先基于內(nèi)聚力模型建立了鋼纖維拔出的三相有限元模型，在鋼纖維與混凝土基體之間設(shè)置內(nèi)聚力單元模擬界面層。通過(guò)試算得出鋼纖維拔出的內(nèi)聚力參數(shù)，并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)得出的內(nèi)聚力參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。研究了內(nèi)聚力模型的斷裂能與最大應(yīng)力兩個(gè)參數(shù)對(duì)鋼纖維拉拔特性的影響，從而給出合理選取內(nèi)聚力參數(shù)的方法，并得到了鋼纖維從混凝土基體中拔出的內(nèi)聚力參數(shù)具體數(shù)值。
　　其次，基于上述方法選取的鋼纖

3、維混凝土內(nèi)聚力參數(shù)，使用內(nèi)聚力單元模擬鋼纖維與混凝土基體之間的界面層，建立了直鋼纖維從混凝土基體中拔出的有限元模型。分析了鋼纖維拔出時(shí)界面層的切應(yīng)力與Mises等效應(yīng)力的分布情況。建立有限元模型分析了界面彈性模量、鋼纖維埋入深度與鋼纖維長(zhǎng)徑比三種因素對(duì)界面應(yīng)力的影響。分析了界面彈性模量、鋼纖維埋入深度與鋼纖維長(zhǎng)徑比三種因素對(duì)鋼纖維軸向拉拔特性的影響。
　　最后，基于上述方法選擇的鋼纖維混凝土內(nèi)聚力參數(shù)，對(duì)鋼纖維的拔出特性進(jìn)行了分析