本文關(guān)鍵詞：超高性能混凝土鋼纖維銹蝕的細觀力學(xué)分析方法研究　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：超高性能混凝土(UHPC)因其內(nèi)部亂向分布鋼纖維與基體之間的高強粘結(jié),使兩者能夠協(xié)同工作,利用鋼纖維的高抗拉強度實現(xiàn)UHPC的增強增韌效果;同時,其致密的復(fù)合結(jié)構(gòu),使得UHPC能夠有效抵御腐蝕性氣體和液體,保證結(jié)構(gòu)具有良好的耐久性。基于此,UHPC迅速發(fā)展成為性能全面超越傳統(tǒng)混凝土的新一代水泥基材料。UHPC優(yōu)良的性能使得其鋼纖維銹蝕問題往往被忽視,通常情況下,銹蝕大多發(fā)生在鋼纖維的表面,而不.會向基體內(nèi)部延伸,但如果基體存在開裂風(fēng)險,裂縫附近的鋼纖維將面臨銹蝕的危險。以往對UHPC的研究,大部分建立在試驗的基礎(chǔ)上,而很少借助有限元數(shù)值模擬,研究UHPC的細觀組成結(jié)構(gòu)與纖維增強增韌細觀力學(xué)機理。論文在借鑒以往研究的基礎(chǔ)上,通過自行編寫Matlab隨機序列程序和Python腳本文件,實現(xiàn)鋼纖維在UHPC基體中的大批量隨機亂向均勻分布建模過程,由此提出了一種基于細觀力學(xué)的UHPC分析方法,在此基礎(chǔ)上,研究了鋼纖維銹蝕的模擬方法和等效方法,然后建立UHPC梁四點抗彎試驗,研究鋼纖維的體積含量和銹蝕程度對UHPC梁抗彎強度和變形的影響,借此對所提出的UHPC細觀力學(xué)分析方法和銹蝕模擬方法的有效性進行驗證,并對纖維銹蝕的等效方法進行了適用性評價,結(jié)果表明:(1)論文提出的算法,原理簡單,執(zhí)行方便,能夠較好地實現(xiàn)UHPC中大批量鋼纖維的隨機亂向均勻分布建模和三種材料屬性的隨機化分配,對于研究混凝土細觀組成和細觀力學(xué)具有重要的指導(dǎo)意義。同時,算法具有一定的通用性,能適應(yīng)任意形式的纖維,為UHPC細觀力學(xué)特性研究提供了新的分析手段;(2)論文采用的鋼纖維銹蝕模擬方法,盡管做了一些簡化,但仍能在一定程度上對鋼纖維的銹蝕效應(yīng)進行分析和評價,對于鋼纖維這種狹長結(jié)構(gòu),坑蝕深度的影響要明顯大于坑蝕寬度的影響,說明鋼纖維對銹蝕深度更加敏感;(3)采用隨機材料屬性分配的方式,只能從"宏觀現(xiàn)象"對UHPC中鋼纖維的銹蝕進行等效,缺乏力學(xué)原理解釋,因而適用范圍受限。這種等效方法能模擬UHPC梁的變形情況,但無法準確模擬荷載作用下的受力分布情況;(4)由于鋼纖維與混凝土基體的協(xié)同受力,使其對UHPC有明顯的增強、增韌效果,并且當(dāng)纖維體積含量為2%時,UHPC梁的抗彎曲性能最佳;(5)鋼纖維銹蝕主要表現(xiàn)在銹蝕對截面的削弱,銹坑附近產(chǎn)生應(yīng)力集中以及纖維和基體界面粘結(jié)遭到破壞,這三個因素是鋼纖維力學(xué)性能退化,結(jié)構(gòu)受力性能劣化和使用壽命降低的主要影響因素,且銹蝕程度越深影響越明顯。
[Abstract]:Based on the previous research , UHPC has been developed into a new generation of cement - based materials which can effectively resist corrosive gases and liquids . This method can simulate the deformation of UHPC beam , but it can not accurately simulate the stress distribution under the action of load , and ( 4 ) it has obvious strengthening and toughening effect on UHPC due to the cooperative force between steel fiber and concrete base .

【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU528

【參考文獻】

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本文編號：1391937