近年來,新型纖維及土工材料被廣泛用于大型道路工程、機場跑道等混凝土道面中,其可以顯著提高建筑物的強度和外觀質量,最大限度的延長道面、橋墩等建筑物的使用壽命,提高混凝土道面耐久性。但在正常使用過程中新型纖維及土工材料避免不了受到光、熱、酸和堿等自然環(huán)境及其不同種類荷載的影響,進而影響公路及機場道面質量及服役壽命。針對這些問題,本文重點研究了國內(nèi)率先引進的耐堿集束型玻璃纖維材料和國內(nèi)最新研發(fā)的高強粗旦聚丙烯紡粘針刺土工布(High strength coarse denir polypropylene spunbonded needle punctured geotextile,簡稱HPP),進行了耐堿集束型玻璃纖維混凝土耐疲勞和沖擊性能的試驗及土工布耐久性能研究,主要完成了以下工作:(1)對纖維混凝土材料和土工布的性能及工程應用現(xiàn)狀進行了簡要的介紹;回顧并整理耐堿集束型玻璃纖維混凝土耐疲勞和耐沖擊性能的試驗及理論研究及國內(nèi)外土工材料老化性能。(2)掌握耐堿集束型玻璃纖維對混凝土疲勞性能的改善效果,研究了不同應力水平、不同體積摻率的耐堿集束型玻璃纖維混凝土的彎曲疲勞特性。對比了耐堿集束型玻璃纖維與鋼纖維、粗聚丙烯纖維增強混凝土彎曲疲勞壽命的差異。(3)利用測試得到的相關疲勞試驗數(shù)據(jù),據(jù)現(xiàn)有的研究方法,通過線性擬合得到素混凝土和耐堿集束型玻璃纖維混凝土的疲勞方程,并通過相關系數(shù)R判斷擬合得到的纖維混凝土的彎曲疲勞方程與疲勞試驗數(shù)據(jù)相關性。(4)深入研究耐堿集束型玻璃纖維混凝土的耐沖擊性能,進行了不同體積摻率的耐堿集束型玻璃纖維、粗聚丙烯纖維和鋼纖維增強混凝土大板的耐沖擊性能的試驗研究。通過試件的破壞形態(tài)、落錘的加速度時程和板底支座反力時程曲線,結合高速攝像機記錄的整個試件沖擊破壞過程,從動力學角度研究了纖維種類及纖維體積摻率對混凝土大板耐沖擊性能的改善效果。(5)研究國內(nèi)最新研發(fā)生產(chǎn)的高強粗旦聚丙烯紡粘針刺土工布的耐老化性能和耐化學腐蝕性能,通過熱氧老化、酸與堿腐蝕液和純水浸泡等試驗,分別測試了不同時間后土工布質量損失率和斷裂強度損失率,比較了HPP土工布與普通聚丙烯土工布(Polypropylene,簡稱PP)長期性能的差異。(6)結合不同溫度的土工材料的強度變化率,利用Arrhenius定理擬合出HPP土工布熱氧反應速率表達式,據(jù)北京年平均氣溫,預測出HPP土工布使用50年后的強度保留率。
【學位單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU528

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本文編號：2814293