本文關(guān)鍵詞：濕熱環(huán)境下SFPSC疲勞性能的實驗研究

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【摘要】：在橋梁工程中,盡管使用普通高強混凝土可以增加結(jié)構(gòu)的強度,但是隨著其強度的升高不可避免的使得其脆性問題更加嚴重。為解決這個問題需要從材料本身出發(fā),使材料具有高的強度又具有足夠的抗裂性能和耐久性。為此,作者所在課題組依托正在建設(shè)中的廣東省內(nèi)某大跨度預應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋,對擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的“鋼纖維增強聚合物改性混凝土”進行了二次開發(fā),研發(fā)了可以在橋梁上部結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的“鋼纖維聚合物結(jié)構(gòu)混凝土(SFPSC)”,并對該橋梁結(jié)構(gòu)材料在濕熱環(huán)境下的疲勞及耐久性能展開研究。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1)SFPSC的研發(fā)制作。按照依托工程(某特大預應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋箱梁)的設(shè)計要求,研發(fā)制作與C55高強混凝土抗壓強度基本一致,但具有更好的韌性、抗裂性能以及耐久性能的新型材料“鋼纖維聚合物結(jié)構(gòu)混凝土(SFPSC)”。本研究通過原材料選擇、配合比設(shè)計和新拌材料的基本力學性能實驗及微觀分析,研發(fā)制作了符合上述要求的SFPSC材料,并成功地應(yīng)用于依托工程。2)SFPSC的濕熱環(huán)境疲勞實驗研究。根據(jù)依托工程所處的極端服役環(huán)境——高溫高濕環(huán)境,利用本課題組研制的智能環(huán)境模擬和控制系統(tǒng)、以及改進的MTS810試驗系統(tǒng),分別對SFPSC試件在高溫高濕(50℃和95%RH)和室溫大氣環(huán)境(23℃和78%RH)下實施了環(huán)境與疲勞荷載耦合作用下的三點彎曲疲勞實驗,獲得了SFPSC試件的S~N實驗曲線。3)對不同濕熱環(huán)境作用、以及濕熱環(huán)境與載荷耦合和非耦合作用下SFPSC試件的疲勞性能進行了探討。以疲勞基本理論及假定為依據(jù),提出了SFPSC三點彎曲梁在濕熱環(huán)境與載荷耦合作用下的疲勞壽命表達式。利用該表達式,可方便地對濕熱環(huán)境下SFPSC材料的疲勞壽命及疲勞極限進行有效的推定。4)對SFPSC三點彎曲梁在濕熱環(huán)境下的變形規(guī)律進行了探討,建立了以其跨中撓度為參量的損傷模型,提出了以損傷變量描述的疲勞壽命預測公式。分析結(jié)果表明,當損傷量達到0.28時,SFPSC試件開始進入失穩(wěn)破壞階段。利用該損傷模型,只需對SFPSC試件實施短暫的非破壞性疲勞實驗,就能預測其疲勞壽命。
【關(guān)鍵詞】：鋼纖維聚合物結(jié)構(gòu)混凝土 濕熱環(huán)境 耦合作用 疲勞損傷 壽命預測
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U441.4;U446
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 鋼纖維混凝土的研發(fā)及應(yīng)用情況11-13
• 1.3 鋼纖維混凝土物理性能的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 鋼纖維聚合物改性混凝土物理性能的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.5 鋼纖維混凝土疲勞性能的研究近況16-18
• 1.6 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 SFPSC的研發(fā)及其基本力學性能19-32
• 2.1 SFPSC的材料組成和配合比設(shè)計19-25
• 2.1.1 材料組成19
• 2.1.2 配合比設(shè)計19-25
• 2.2 SFPSC試件的拌制及基本力學性能25-28
• 2.2.1 SFPSC試件的拌制25
• 2.2.2 SFPSC的基本力學性能25-28
• 2.3 SFPSC的增強阻裂機理淺析28-31
• 2.3.1 鋼纖維在SFPSC中的增強阻裂機理28-29
• 2.3.2 聚合物乳膠在SFPSC中的增強阻裂機理29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 濕熱環(huán)境與載荷耦合作用下SFPSC梁的疲勞性能研究32-49
• 3.1 SFPSC三點彎曲梁的疲勞實驗32-40
• 3.1.1 SFPSC實驗材料和試件的制備32-34
• 3.1.2 SFPSC疲勞實驗設(shè)備34
• 3.1.3 實驗方法34-36
• 3.1.4 實驗結(jié)果及初步分析36-40
• 3.2 疲勞壽命分析40-43
• 3.2.1 疲勞曲線40-41
• 3.2.2 濕熱環(huán)境與載荷耦合作用下的S～N曲線41-43
• 3.3 濕熱環(huán)境-載荷耦合與非耦合作用下SFPSC疲勞性能43-45
• 3.4 濕熱環(huán)境與載荷耦合作用下SFPSC的彎曲疲勞壽命公式45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-49
• 第四章 疲勞過程中SFPSC三點彎曲梁的損傷特性49-68
• 4.1 SFPSC梁的撓度曲線49-51
• 4.2 標準化的撓度曲線51-60
• 4.2.1 SFPSC三點彎曲梁在相同濕熱環(huán)境下的撓度曲線52-57
• 4.2.2 SFPSC三點彎曲梁在相同載荷作用下的撓度曲線57-60
• 4.3 SFPSC疲勞損傷特性及其壽命預測60-66
• 4.3.1 SFPSC疲勞損傷特性60-62
• 4.3.2 疲勞損傷變量62-63
• 4.3.3 疲勞壽命預測63-66
• 4.4 本章小結(jié)66-68
• 結(jié)論與展望68-70
• 參考文獻70-75
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果75-76
• 致謝76-77
• 附件77

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 許碧莞;施惠生;;混雜纖維在混凝土中的應(yīng)用[J];房材與應(yīng)用(材料·結(jié)構(gòu));2005年06期

2 仰建崗,劉偉,王秉綱;鋼纖維混凝土彎曲疲勞性能研究[J];公路交通科技;2002年02期

3 徐變,徐厚福,趙衛(wèi)楚;鋼纖維混凝土在橋梁工程中的應(yīng)用[J];中外公路;2003年04期

4 張廷毅;李慶斌;汪自力;鄭光和;;鋼纖維高強混凝土斷裂韌度及影響因素[J];硅酸鹽學報;2012年05期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 牛艷奇;鋼纖維聚合物混凝土增強機理及其在機床基礎(chǔ)件中的應(yīng)用[D];遼寧工程技術(shù)大學;2002年

2 趙翔;鋼纖維聚合物水泥混凝土物理力學性能研究[D];重慶交通大學;2013年

3 劉豐;鋼纖維混凝土細觀層次數(shù)值模擬研究[D];華南理工大學;2014年

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本文編號：871678