钢纤维混凝土抗压试验及数值模拟

为研究C40钢纤维混凝土的抗压性能,本文制作了5种不同掺量的(0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%)钢纤维混凝土试块共15块进行静态压力试验,得到不同掺量钢纤维混凝土的立方体抗压强度,并观察其破坏状态。然后运用Abaqus模拟建立了相应的有限元模型,得到相应掺量的Mises应力云图与应力应变曲线。结果表明,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维混凝土的抗压强度显著提高,并在掺量为1.5%时抗压强度最大,但在纤维掺量达到2%时抗压强度降低。因此,钢纤维混凝土的抗压性能受到钢纤维掺量的显著影响,这对于钢纤维混凝土的工程应用具有重要的指导意义。     

钢纤维混凝土的数值模拟技术研究

在对钢纤维混凝土非线性材料模式研究的基础上，采用增量法，结合试验数据和有关理论，建立钢纤维混凝土的数值本构关系．在钢纤维混凝土单元开裂处理中，引入应力释放因子和剪力传递因子．以钢纤维混凝土二桩承台为算例．借助ANSYS分析了在荷载作用下的裂缝开展，分析结果和试验结果比较．符合较好。     

钢纤维混凝土刚性屋面的试验研究

在540m2钢纤维混凝土刚性试验屋面的研究基础上,经过9年多的长期观察和积水试验,验证了这种新型屋面的耐久性,并提出这种屋面的施工方法和设计原理。     

铁尾矿钢纤维混凝土复合材料流动性能与抗压性能试验研究

为研究钢纤维掺量对铁尾矿混凝土的影响,研究单掺钢纤维和复合掺加钢纤维与硅粉2种不同的工况中,不同取代率下铁尾矿混凝土的流动性能与抗压性能。试验结果表明:混凝土的流动性能随着钢纤维掺量的增加而大幅度降低;复掺工况能够使抗压强度随着钢纤维掺量的增加而持续增加,硅粉的掺入能够提高中早期的抗压强度值,使其性能得到改善;2种工况对28 d棱柱体与立方体抗压强度的比值α₁的影响大致相同,其取值范围大致为0.80~0.85。     

钢纤维混凝土细观结构数值模拟自动生成技术

针对钢纤维砼细观模拟中的两大难点问题，即多边形骨料的随机分布与重叠性判断有有奶元网格的自动剖分进行了阐述，给出了部分模拟实例。     

粉煤灰混凝土抗压性能试验与分析

为了得到不同掺量、不同侵蚀环境下粉煤灰混凝土的抗压性能,研究干湿循环和全浸泡侵蚀环境下,粉煤灰掺量分别为0、10%、20%、30%的粉煤灰混凝土的抗压强度.结果表明:全浸泡和干湿循环环境对比,粉煤灰混凝土抗压强度相差不大;随着粉煤灰掺量的增加,其抗压强度呈下降趋势;全浸泡和干湿循环环境下的粉煤灰掺量均不宜过大,且粉煤灰掺量在10%较为适宜.     

如何确定钢纤维混凝土钢纤维掺量及品种

经过测定加入不同掺量和不同形状钢纤维混凝土的各项性能指标，首次提出一个便于计算和直观分析的参数—单位截面积钢纤维的根数，为寻求钢纤维最佳掺量及实际工程中合理使用钢纤维混凝土提供了设计依据．     

钢纤维自密实混凝土抗压性能试验研究

通过立方体试块的抗压试验,研究了钢纤维体积率、钢纤维类型、浇筑方式、粉煤灰置换率对自密实混凝土抗压强度的影响.结果表明,钢纤维提高了自密实混凝土的抗压强度;在钢纤维体积率的一定范围内,振捣改善了钢纤维对自密实混凝土抗压强度的增强效果;自密实混凝土的抗压强度随着粉煤灰置换率的增加而降低,随着龄期的增长而逐渐提高.在试验研究的基础上,给出了粉煤灰置换率为20%,30%的自密实混凝土立方抗压强度随龄期变化的计算公式.     

混杂纤维高韧性水泥基复合材料抗压性能研究

为改善传统单掺有机纤维水泥基材料的抗压性能,采用钢纤维+聚乙烯纤维混杂方式制备了一种高韧性水泥基复合材料,在聚乙烯(PE)纤维体积掺量固定为1%的情况下,考虑钢纤维体积掺量分别为0、0.3%、0.6%、0.9%4种工况下该水泥基复合材料的抗压试验,分析了钢纤维掺量、长度、直径对其抗压性能的影响。结果表明,采用钢纤维与PE纤维混杂方式可显著提高水泥基复合材料的抗压性能,在采用较长钢纤维的情况下,较低的体积掺量可以有效提升试件的抗压强度,直径越小的钢纤维试件抗压性能越好。对比发现,钢纤维直径0.12mm、长度13mm、体积掺量为0.6%时混杂效应较好,其峰值压应力较未掺钢纤维的试件提升33.8%,极限压缩应变提升24.3%。     

钢纤维混凝土声弹性系数与体积掺量的关系

为研究钢纤维混凝土纵波声弹性系数与钢纤维体积掺量之间的相关性,进行了单轴受压状态下的纵波声弹性系数测量实验.混凝土试件钢纤维体积掺量分别取0、0.6％、1.2％、1.8％,并利用特制夹具测量加载方向上与垂直于加我方向上的声弹性系数.对测量数据的拟合结果表明:钢纤维混凝土的声弹性系数受钢纤维体积掺量影响,其中0.6％体积...     

钢纤维-橡胶混凝土力学性能试验研究

为提高橡胶混凝土整体力学性能,将钢纤维作为改性材料,在橡胶混凝土(橡胶掺量为10%)中,掺入0.5%、1.0%、1.5%、2.0%四种不同体积分数的钢纤维,研究不同钢纤维掺量对钢纤维-橡胶混凝土单轴抗压强度、劈裂抗拉强度和抗冲击性能的影响。结果表明:较于橡胶混凝土,随着钢纤维掺量的增加,钢纤维-橡胶混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗冲击性能均呈现先升高后降低的趋势,其抗压强度可提高12.7%,抗拉强度可提高22.0%,抗冲击性能可提高3.9倍,且钢纤维的阻裂作用可提高试件破坏形态的完整程度。     

配筋钢管混凝土柱抗压性能

对配筋钢管混凝土柱的轴心受压性能进行了试验研究和理论分析;研究了配筋钢管混凝土短柱的受力性能、变形能力和破坏形态,给出了变形和极限承载能力的试验结果;分析了加配钢筋的作用及其对钢管混凝土柱变形和极限承载力的影响。最后探讨了配筋钢管混凝土短柱轴心受压承载力的计算方法,给出了简化计算公式。结果表明,钢管混凝土短柱加配钢筋以后,改变了其破坏形态,提高了其极限承栽能力和变形性能。     

钢纤维掺量对橡胶混凝土力学性能影响

在10%橡胶掺量的橡胶混凝土中分别添加0.5%、1.0%、1.5%、2.0%(体积占比)的钢纤维,以此为试样进行复合材料的基本力学性能试验,包括立方体试块的抗压试验、动弹性模量试验、立方体劈裂抗拉试验以及四点弯曲抗折试验,探讨钢纤维体积占比和复合材料各方面力学性能之间的关系。通过实验数据分析及破坏形态观察,发现:随着钢纤维掺量的提高,复合材料的抗压强度、弹性模量、劈拉强度、抗折强度均有所提高,韧性也有所提高。     

钢纤维体积率对C30混凝土立方体抗压强度尺寸效应的影响

混凝土作为一种准脆性材料,其抗压强度存在尺寸效应现象.为了研究钢纤维体积率对混凝土强度尺寸效应的影响规律,对钢纤维体积率分别为0.00%,0.75%,1.50%,试件边长分别为100,150,200 mm的27组共计81块钢纤维混凝土立方体试件进行了立方体抗压强度试验.在Bazant混凝土尺寸效应律的基础上,提出了C30钢纤维混凝土尺寸效应计算公式,明确了钢纤维体积率对尺寸效应的影响,并根据钢纤维混凝土立方体抗压强度试验的结果进行验证.结果表明:钢纤维混凝土立方体抗压强度的尺寸效应会随着钢纤维体积率的增大而变得更加明显,本文建立的钢纤维混凝土尺寸效应计算公式能够较好地分析和预测在不同钢纤维体积率以及不同试件尺寸下的钢纤维混凝土立方体的抗压强度.     

钢纤维混凝土弯曲韧性实验研究

为探讨钢纤维掺量对钢纤维混凝土弯曲韧性的影响，按照美国材料与试验协会(ASTM)定义的弯曲韧性指数试验方法．测试了钢纤维混凝土的挠度、初裂强度和抗压强度，计算了钢纤维不同掺量下混凝土的弯曲韧性指数值．钢纤维的掺入，使混凝土的破坏形式由脆性破坏变为延性破坏，并具有一定的残余强度．在一定范围内，钢纤维混凝土的弯曲韧性与钢纤维掺量成正比，钢纤维掺量达到90kg／m^3时，混凝土的弯曲韧性指数已接近理想弹塑性材料．掺量在30～90kg／m^3范围内，钢纤维混凝土的初裂强度变化不明显．     

钢纤维再生骨料混凝土单轴受拉应力应变曲线数值模拟

为了探究细观尺度中钢纤维再生混凝土的受拉性能及损伤情况,基于随机骨料模型,以级配方程计算再生骨料各粒径骨料的含量,用瓦拉文公式将三维骨料含量转换为二维平面内各粒径骨料的分布概率,在MATLAB中利用蒙特卡洛方法生成随机数,考虑边界条件以及投放互不干涉法则,得到骨料圆心坐标、半径,以及纤维坐标。采用有限元分析软件Abaqus建立钢纤维再生骨料混凝土二维模型,对不同钢纤维体积掺量,钢纤维再生骨料混凝土单轴受拉应力应变曲线进行数值模拟分析。结果表明:数值模拟钢纤维再生骨料混凝土单轴受拉应力应变曲线形状与实际试验曲线吻合程度较好,且随着钢纤维体积掺量的提高,混凝土峰值应力提高,应力应变曲线下降段陡峭程度降低,延性增强;其应力集中出现于老砂浆、界面过渡区及钢纤维处,与实际情况相符。     

冲击载荷作用下钢纤维增强混凝土的数值模拟

为了验证混凝土试件的侧限效应和钢纤维的增强和增韧效应,该文采用实验得出的应力应变曲线,通过ANSYS/LS-DYNA软件对SHPB混凝土冲击压缩实验的数值模拟,定性地再现了实验过程.     

混杂纤维粉煤灰混凝土力学性能和破坏形态试验与分析

为研究混杂纤维、粉煤灰掺量和养护时间对混凝土压拉强度和破坏形态的影响,开展普通混凝土、玄武岩-聚丙烯混杂纤维混凝土、玄武岩-聚丙烯混杂纤维粉煤灰混凝土试样的抗压试验和劈裂抗拉试验,分析了压拉强度和破坏形态,探讨了混杂纤维和粉煤灰的作用机理.研究结果表明:混杂纤维能够提高混凝土的压拉强度,与普通混凝土相比,在养护龄期7d、14d、28d、60d时,其抗压强度和劈裂抗拉强度分别提升了12.72％、8.99％、7.53％、8.01％和11．61％、16.04％、14.75％、10.94％;相同粉煤灰掺量条件下,混凝土的压拉强度随着养护龄期的增加逐渐增大;但相同养护龄期下,混凝土的压拉强度与粉煤灰掺量整体呈负相关,当粉煤灰掺量在10％以内时,混杂纤维粉煤灰混凝土(PBC-FA)的压拉强度增长率整体大于零,且在标准养护28 d时抗压强度满足C30混凝土的要求;混杂纤维能够改善混凝土的破坏形态,提高其塑性变形,而粉煤灰掺量对混杂纤维混凝土(PBC)的塑性基本无影响.