轴拉水泥基复合材料中钢纤维变位约束细观桥联模型

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作者 俞家欢 刘琼阳 +1 位作者 贾连光 叶晔 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第1期116-120,共5页

目的从细观尺度研究受拉水泥基复合材料中倾斜纤维的桥联行为,解决承受轴拉的随机各向分布纤维增强混凝土的断裂问题.方法将单根随机纤维的理论解在三维空间进行积分运算.结果提出了变位约束细观模型,推导出拉拔力与裂纹张开位移及纤维... 目的从细观尺度研究受拉水泥基复合材料中倾斜纤维的桥联行为,解决承受轴拉的随机各向分布纤维增强混凝土的断裂问题.方法将单根随机纤维的理论解在三维空间进行积分运算.结果提出了变位约束细观模型,推导出拉拔力与裂纹张开位移及纤维倾斜角的函数关系式,纤维拉应力与剪切应力成正比.绘制该模型下的圆直纤维混凝土σ-ω曲线与试验结果吻合性较好.结论笔者提出的弹性模型可较好地模拟纤维破坏机理. 展开更多

关键词 裂纹张开位移 拉拔力 变位约束细观模型 端钩纤维

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异形钢纤维对超高性能混凝土增强增韧的影响 被引量：28

2

作者 朋改非 牛旭婧 赵怡琳 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1013-1018,共6页

以钢纤维掺量、类型和分布方式为变量,测试了掺异形钢纤维超高性能混凝土(UHPC)的直接拉伸性能和弯曲韧性,并采用显微镜对这种钢纤维的拔出通道和拔断截面进行了观测.结果表明:异形钢纤维对UHPC具有较好的增强增韧效果,相应试件的直接... 以钢纤维掺量、类型和分布方式为变量,测试了掺异形钢纤维超高性能混凝土(UHPC)的直接拉伸性能和弯曲韧性,并采用显微镜对这种钢纤维的拔出通道和拔断截面进行了观测.结果表明:异形钢纤维对UHPC具有较好的增强增韧效果,相应试件的直接拉伸强度、断裂能及裂后承载力均大幅提高,且其掺量越大,提高幅度越显著;当异形钢纤维沿拉应力方向有序分布时,与随机分布相比,更有利于UHPC的增强增韧;相比于端钩型钢纤维,在相同掺量下,波纹型钢纤维的增强增韧效果更佳,其拔出通道更加曲折,还存在被拉直的现象,这主要是由于其与基体间存在更强的机械咬合力所致;此外,在拉拔过程中,2种异形钢纤维的断口邻近截面均出现了明显的颈缩. 展开更多

关键词 超高性能混凝土 波纹型钢纤维 端钩型钢纤维 直接拉伸强度 断裂能 裂后承载力

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矿渣粉对钢纤维自密实混凝土性能的影响 被引量：10

3

作者 赵云 毕继红 +2 位作者 王照耀 霍琳颖 段逸辰 《建筑材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期24-30,共7页

研究了矿渣粉掺量对钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)工作性能和力学性能的影响,并从微观层面阐释钢纤维和矿渣粉对混凝土基体的增强作用.结果表明:采用10%掺量的矿渣粉代替水泥能有效提高新拌混凝土的工作性能,增加钢纤维体积分数会减弱自... 研究了矿渣粉掺量对钢纤维自密实混凝土(SFRSCC)工作性能和力学性能的影响,并从微观层面阐释钢纤维和矿渣粉对混凝土基体的增强作用.结果表明:采用10%掺量的矿渣粉代替水泥能有效提高新拌混凝土的工作性能,增加钢纤维体积分数会减弱自密实混凝土的工作性能;矿渣粉与钢纤维的协同作用能够显著提高混凝土的抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度;采用矿渣粉替代水泥有助于生成更致密的微观结构. 展开更多

关键词 端钩钢纤维 自密实混凝土 工作性能 矿渣粉 微观结构

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端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯承载力试验 被引量：1

4

作者 武斌 武赛琴 +2 位作者 武浩兵 张媛媛 张强 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第4期1597-1608,共12页

为改善普通钢筋混凝土梁自重大、易开裂、承载力低等缺点,在混凝土中常加入钢纤维,端钩型钢纤维,作为常见的一种高性能钢纤维得到广泛关注,中外学者针对端钩型钢纤维混凝土的基本力学性能开展了较多研究,而对端钩型钢纤维混凝土受弯构... 为改善普通钢筋混凝土梁自重大、易开裂、承载力低等缺点,在混凝土中常加入钢纤维,端钩型钢纤维,作为常见的一种高性能钢纤维得到广泛关注,中外学者针对端钩型钢纤维混凝土的基本力学性能开展了较多研究,而对端钩型钢纤维混凝土受弯构件的正截面受力性能有待深入研究。为研究端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯性能,制作4根端钩型钢纤维混凝土梁及1根普通混凝土梁,对其进行受弯性能试验,根据试验得到的破坏形态、承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线,分析端钩型钢纤维体积掺量对试件受弯承载力及破坏形态的影响。结果表明:端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程类似,均经历了弹性、开裂、带裂缝工作、破坏4个阶段;端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程均基本符合“平截面假定”;端钩型钢纤维限制了裂缝的产生和发展,使得纤维混凝土梁变形能力增强;与一般混凝土梁相比,端钩型钢纤维混凝土梁抗裂性及极限承载力得到提高,且构件承载力与钢纤维体积掺量基本呈现正相关;基于试验数据,对现行规范中开裂弯矩及极限承载力计算公式进行优化,开裂弯矩方面考虑对截面抵抗矩塑性影响系数进行修正,极限承载力方面引入纤维混凝土正截面承载力影响系数ζ,经修正计算值可较好吻合试验值。 展开更多

关键词 端钩型钢纤维 钢纤维混凝土简支梁 受弯性能 开裂弯矩 极限承载力

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端钩型钢纤维UHPC抗压强度的试验研究 被引量：6

5

作者 常亚峰 师俊平 侯亚鹏 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第10期3385-3395,共11页

本文对5组超高性能混凝土(UHPC)立方体试件进行了轴心受压试验,观察不同纤维掺量及不同尺寸UHPC试件的破坏过程及破坏形态,研究了端钩型钢纤维及不同尺寸对UHPC受压性能的影响,比较各纤维体积掺量立方体试块的荷载-位移曲线,给出了纤维... 本文对5组超高性能混凝土(UHPC)立方体试件进行了轴心受压试验,观察不同纤维掺量及不同尺寸UHPC试件的破坏过程及破坏形态,研究了端钩型钢纤维及不同尺寸对UHPC受压性能的影响,比较各纤维体积掺量立方体试块的荷载-位移曲线,给出了纤维约束系数,分析了其对UHPC立方体抗压强度及压缩耗能的影响,建立了UHPC立方体抗压强度的预测模型。结果表明:与未掺纤维UHPC试件相比,掺入端钩型钢纤维的试件,在载荷达到极限荷载的40%左右时,试件开始发生损伤,在载荷接近极限荷载时,试件内部发生持续的快速断裂声响;掺入端钩型钢纤维的UHPC试件最终破坏呈多条斜向裂缝,且最终破坏时试件仍能保持完整形态,呈现"裂而不碎"的状态;随着端钩型钢纤维体积掺量的增加,试件的受压峰值荷载增加,且伴随着试件的变形增大;与未掺纤维UHPC试件相比,随着纤维掺量的增大,尺寸效应对UHPC的受压性能的影响逐渐减小。基于纤维约束指数,建立了UHPC立方体抗压强度的预测模型,预测结果与试验结果吻合度较高。 展开更多

关键词 纤维约束指数 超高性能混凝土 受压性能 端钩型钢纤维 压缩耗能

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钢纤维对超高性能水泥基复合材料增强增韧的影响 被引量：4

6

作者 朋改非 牛旭婧 赵怡琳 《施工技术》 CAS 北大核心 2015年第24期22-26,共5页

为研究钢纤维对超高性能水泥基复合材料(UHPCC)增强增韧性能的影响,对掺加不同类型、掺量和排列方式钢纤维的UHPCC直接拉伸性能和弯曲韧性进行研究。结果表明,钢纤维明显提高UHPCC的直接拉伸性能和弯曲韧性。纤维掺量越高,增强增韧效果... 为研究钢纤维对超高性能水泥基复合材料(UHPCC)增强增韧性能的影响,对掺加不同类型、掺量和排列方式钢纤维的UHPCC直接拉伸性能和弯曲韧性进行研究。结果表明,钢纤维明显提高UHPCC的直接拉伸性能和弯曲韧性。纤维掺量越高,增强增韧效果越明显;相同掺量下,波纹型钢纤维的增强增韧效果优于端钩型,这是由于波纹型钢纤维与基体间存在更强的机械咬合力。此外,沿拉应力方向有序排列钢纤维的方式更有利于UHPCC的增强增韧,表现为破坏过程呈现一定的应变硬化特征。 展开更多

关键词 超高性能水泥基复合材料 波纹型钢纤维 端钩型钢纤维 抗拉强度 断裂能

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钢-超高性混凝土组合梁桥华夫桥面板性能研究

7

作者 袁彬铖 蒋高旭 《上海建材》 2023年第2期39-47,共9页

为解决传统钢混组合梁桥桥面板易开裂、钢桥面铺装破损等技术难题,将超高性混凝土(UHPC)桥面板与钢梁组合构成钢-UHPC组合梁桥。其力学性能优良,是1种全寿命周期内极具竞争力的新型组合桥梁形式。通过进行UHPC华夫板有限元计算,设计了9... 为解决传统钢混组合梁桥桥面板易开裂、钢桥面铺装破损等技术难题,将超高性混凝土(UHPC)桥面板与钢梁组合构成钢-UHPC组合梁桥。其力学性能优良,是1种全寿命周期内极具竞争力的新型组合桥梁形式。通过进行UHPC华夫板有限元计算,设计了9个足尺条带模型试验予以研究。试验分析表明:UHPC构件正弯矩试验荷载-位移曲线大致分为线弹性阶段、弹塑性阶段、宏观裂缝开展阶段及屈服阶段,在线弹性阶段时,其刚度及极限抗弯承载力随配筋率增加而增加,弹塑性阶段后,端钩形纤维梁比直线型纤维梁刚度稍大;端钩型纤维UHPC构件较直线型纤维UHPC构件具有更优越的受力性能。端钩型纤维UHPC试件开裂应力19.4 MPa,是华夫型UHPC桥面板设计应力9.96 MPa的1.95倍,足以满足正常使用状态裂缝宽度要求:UHPC构件延性很好,在正负弯矩加载工况下,直线型纤维和端钩型纤维UHPC构件均具有较高的持载能力。 展开更多

关键词 钢-超高性混凝土组合梁桥 华夫桥面板 端钩型纤维 直线型纤维 受力性能

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异形钢纤维粘结机理研究 被引量：3

8

作者 田稳苓 黄承逵 +1 位作者 李子祥 焦晓辉 《混凝土与水泥制品》 北大核心 2000年第z1期23-25,共3页

根据端钩钢纤维拔出试验结果,提出了三种钢纤维拔出破坏模型;并给出相应于各种破坏模型的最大拉拔力计算公式;描述了异形钢纤维的粘结机理.

关键词 异形钢纤维 粘结机理 钢纤维拔出试验 端钩钢纤维

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水泥基材料中倾斜端钩型钢纤维拔出力学性能计算模型 被引量：2

9

作者 王照耀 毕继红 +1 位作者 赵云 霍琳颖 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4379-4392,共14页

端钩型钢纤维是结构工程中应用最广泛的钢纤维品类之一,单根钢纤维拔出力学性能对于确定钢纤维混凝土的受拉本构及受拉韧性具有重要意义。为了得到能够有效预测倾斜端钩型钢纤维拔出荷载-端部位移曲线的理论模型,首先将倾斜端钩型钢纤... 端钩型钢纤维是结构工程中应用最广泛的钢纤维品类之一,单根钢纤维拔出力学性能对于确定钢纤维混凝土的受拉本构及受拉韧性具有重要意义。为了得到能够有效预测倾斜端钩型钢纤维拔出荷载-端部位移曲线的理论模型,首先将倾斜端钩型钢纤维拔出过程分为完全黏结、脱黏和拔出滑移阶段三种受力状态,考虑不同拔出阶段及基体孔道损伤,建立了钢纤维黏结应力与纤维端部位移之间的关系,同时考虑钢纤维塑性变形、附加摩擦力及纤维拔出角度导致的基体剥落和挤压摩擦效应,建立了一种可以预测倾斜端钩型钢纤维拔出全过程的理论计算模型,在此基础上提出形式简单的简化模型,选取已有试验数据对提出的计算模型进行验证,结果表明:本文提出的两种模型均能够有效预测端钩型钢纤维拔出全过程,具有较高的计算精度且变异系数小,为进一步分析钢纤维对水泥基材料受拉性能的增强作用提供了理论依据。 展开更多

关键词 端钩型钢纤维 拔出力学性能 倾斜纤维 附加摩擦力 基体剥落 挤压摩擦效应

原文传递

纤维再生混凝土的强度分析 被引量：1

10

作者 唐佳军 裴长春 +1 位作者 王坦 李九阳 《工程建设》 2020年第11期17-20,28,共5页

以再生骨料(RA)、粉煤灰(FA)、减水剂(WR)的掺量和纤维种类为因素,拉压比和折压比为指标,对纤维再生混凝土正交测试结果进行极差分析、点图分析、方差分析和矩阵分析。结果表明:纤维种类对拉压比有显著影响,其后依次是WR掺量,RA掺量、F... 以再生骨料(RA)、粉煤灰(FA)、减水剂(WR)的掺量和纤维种类为因素,拉压比和折压比为指标,对纤维再生混凝土正交测试结果进行极差分析、点图分析、方差分析和矩阵分析。结果表明:纤维种类对拉压比有显著影响,其后依次是WR掺量,RA掺量、FA掺量;而纤维种类为折压比的主要显著因子,RA掺量第二,FA掺量次之,WR掺量的作用最小。随着RA掺量的增加,拉压比与折压比逐渐增大;随着FA掺量与WR掺量的增加,拉压比与折压比均先减小后增大;端钩型钢纤维对拉压比与折压比的增强效果比较良好。纤维再生混凝土的最佳延性组合:RA掺量为100%,FA掺量为20%,WR掺量为1.0%。本文结果可为相关研究提供参考。 展开更多

关键词 再生混凝土 拉压比 折压比 端钩型钢纤维 延性

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基于三点开口梁弯曲试验分析3D端钩钢纤维混凝土抗弯性能 被引量：2

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作者 吴礼程 陈湘生 +3 位作者 雷江松 郑爱元 王雪涛 邓一三 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2023年第5期1661-1671,共11页

选用7种不同3D端钩钢纤维掺量的混凝土开口梁构件为研究对象进行了三点弯曲试验,结合数字图像相关(DIC)技术研究了不同3D端钩钢纤维掺量对混凝土开口梁构件抗弯性能的影响。结果表明,3D端钩钢纤维混凝土开口梁构件具有优异的抗弯韧性,... 选用7种不同3D端钩钢纤维掺量的混凝土开口梁构件为研究对象进行了三点弯曲试验,结合数字图像相关(DIC)技术研究了不同3D端钩钢纤维掺量对混凝土开口梁构件抗弯性能的影响。结果表明,3D端钩钢纤维混凝土开口梁构件具有优异的抗弯韧性,其荷载-裂缝开口位移(CMOD)曲线有两个峰值,除3D端钩钢纤维掺量为25 kg/m^(3)的构件的第二峰值与第一峰值之比为0.91外,其他含3D端钩钢纤维构件的第二峰值与第一峰值之比均大于1。基于分析得到了不同3D端钩钢纤维掺量下混凝土开口梁构件的CMOD-挠度关系以及耗散能分布情况。根据DIC数据分析结果,验证了平截面假定在不同3D端钩钢纤维掺量下混凝土开口梁构件抗弯分析中的适用性,并得出了弯曲过程中中性轴位置的变化规律。基于3D端钩钢纤维的拉拔过程分析了3D端钩钢纤维混凝土的拉伸与弯曲破坏机理。 展开更多

关键词 混凝土 3D端钩钢纤维 开口梁 抗弯性能 荷载-CMOD曲线 耗散能 平截面假定 破坏机理

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四点弯曲下3D端钩钢纤维混凝土开裂截面受力和变形规律研究 被引量：1

12

作者 吴礼程 陈湘生 +3 位作者 雷江松 郑爱元 王雪涛 邓一三 《建筑结构》 北大核心 2023年第S01期1540-1547,共8页

通过使用DIC非接触测量设备对四点抗弯试验下的3D端钩钢纤维混凝土梁构件表面变形情况进行了测量,得出了横向应变沿梁构件高度的变化规律;并基于损伤模型使用ABAQUS对试验结果进行了反分析,得出了抗弯构件开裂截面应力变化规律。结果表... 通过使用DIC非接触测量设备对四点抗弯试验下的3D端钩钢纤维混凝土梁构件表面变形情况进行了测量,得出了横向应变沿梁构件高度的变化规律;并基于损伤模型使用ABAQUS对试验结果进行了反分析,得出了抗弯构件开裂截面应力变化规律。结果表明,3D端钩钢纤维混凝土的抗弯荷载变化幅度较为缓和,具有良好的抗弯韧性;弯曲过程中,梁构件的横向应变沿高度呈线性分布,验证了平截面假定的正确性;钢纤维掺量能够影响弯曲过程中中性轴的位置,纤维掺量越高纯弯梁构件的弯拉区裂缝开展越缓;数值模拟的荷载-挠度曲线与试验结果较为匹配,且模拟结果与试验结果均显示裂缝在挠度为0.5mm时就已得到了充分的开展,模拟结果表明了裂缝的主要发展阶段集中在峰值点到挠度为0.5mm之间。 展开更多

关键词 3D端钩钢纤维混凝土 四点抗弯试验 损伤模型 开裂截面

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单阶端钩型钢纤维对混凝土抗弯性能的影响研究

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作者 刘昊运 乔思皓 +2 位作者 吴绍奇 赵飞洋 廖霖 《混凝土》 CAS 北大核心 2023年第10期25-31,共7页

为研究单阶端钩型钢纤维参数对混凝土抗弯性能影响,共制备了11组钢纤维混凝土(SFRC)棱柱体梁进行试验。通过三等分点弯曲试验,分析单阶端钩型钢纤维的不同端钩弯曲角度、长径比和掺量对SFRC抗弯性能的影响。结果表明,随着端钩弯曲角度... 为研究单阶端钩型钢纤维参数对混凝土抗弯性能影响,共制备了11组钢纤维混凝土(SFRC)棱柱体梁进行试验。通过三等分点弯曲试验,分析单阶端钩型钢纤维的不同端钩弯曲角度、长径比和掺量对SFRC抗弯性能的影响。结果表明,随着端钩弯曲角度、长径比和纤维掺量的增加,单阶端钩型SFRC梁抗弯性能均有不同程度地增加;基于对试验结果的统计,提出了考虑端钩弯曲角度的弯拉强度计算式,该式可用于计算单阶端钩型SFRC弯拉强度,计算结果同样体现了钢纤维参数对峰后弯曲强度的影响,与试验结果相比误差小于6%,匹配较好;最后采用基于Model Code 2010的本构方程,修正了CDP模型并进行SFRC梁数值模拟,良好的模拟结果验证了模型的正确性,为后续SFRC试验及模拟研究提供了很好的参考。 展开更多

关键词 单阶端钩型钢纤维混凝土 抗弯性能 端钩弯曲角度 弯拉强度计算式 数值模拟

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