织物增强混凝土的纤维协同等代效应对约束混凝土的影响分析

通过ABAQUS对织物增强混凝土拉伸性能及其永久模壳加固混凝土柱的轴压性能进行了数值分析,在材料层面研究了短纤维掺量、纤维织物层数对水泥基复合材料(ECC)和超高性能混凝土(UHPC)拉伸性能的影响; 在结构层面研究织物增强超高性能混凝土模壳对不同强度核心区混凝土的约束效率及纤维织物和短纤维间的替代关系。结果表明:织物合理的替代部分短纤维能够进一步提升材料的拉伸性能,对于适宜的短纤维掺量会使纤维分散程度更好,获得更高的开裂强度,与织物取得更好的协同效应,同时织物的存在显著提升了基体的应变硬化,带来了更高的极限强度,并明显改善了UHPC的延性; 材料性能的提升随之反映在结构方面性能的提升,随着纤维织物层数的增加,模壳能明显提升加固柱的承载力和延性; 相同条件下模壳对高强度混凝土的约束提升效率降低,对于该研究模型,2层碳纤维增强复合材料(CFRP)织物能够充分取代5%体积含量的钢纤维,并在加固普通混凝土柱时取得更优异的性能。     

纤维网格增强超高性能混凝土拉伸刚化机理及协同增强效应EI北大核心CSCD

制备了碳纤维网格增强超高性能混凝土(TR-UHPC),开展了纤维网格拉伸、UHPC拉伸、网格-UHPC拔出和TR-UHPC拉伸试验,并结合数值模型研究了TR-UHPC的拉伸刚化响应以及碳纤维网格和钢纤维协同作用。结果表明:TR-UHPC呈现出显著的应变硬化和多裂纹开展特性,拉伸强度、裂后刚度和延性有效提高;在钢纤维体积掺量为0.5%~1.5%时,TR-UHPC性能的提升主要由钢纤维桥连作用控制,当体积掺量为1.5%~2.0%时,纤维网格-UHPC粘结滑移性能起主要作用。数值模型考虑了包括纤维网格拉伸性能、UHPC拉伸应力-裂缝宽度响应、纤维网格-UHPC界面粘结滑移性能在内的主要作用机理,计算结果与实验结果符合较好。