本文關(guān)鍵詞：柔性纖維混凝土阻裂機(jī)理及在連續(xù)剛構(gòu)橋中的應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：柔性纖維混凝土是以柔性纖維作為增強(qiáng)材的水泥基復(fù)合材料,本文采用理論分析、試驗(yàn)研究與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究柔性纖維混凝土的阻裂機(jī)理和柔性纖維的阻裂效果及影響因素,并依托實(shí)際工程,研究柔性纖維對大體積混凝土早期裂縫的阻裂效果。通過以上研究工作以期進(jìn)一步完善柔性纖維混凝土的阻裂機(jī)理,指導(dǎo)柔性纖維混凝土的工程應(yīng)用。論文提出了基于能量平衡理論的柔性纖維混凝土阻裂機(jī)理。分析表明,纖維通過耗能提高材料的斷裂韌性或減小裂紋擴(kuò)展力起到阻裂的作用,在裂紋尖端穿過纖維的瞬間,單根纖維所消耗的能量是巨大的,同時橫跨裂紋而未被拔出或拉斷的一系列纖維所消耗能量的總和也是很大的;纖維耗能與纖維長度、摻量、直徑以及界面比表面能(粘結(jié)強(qiáng)度)等有關(guān),且纖維長度越長、摻量越高、直徑越小以及界面比表面能(粘結(jié)強(qiáng)度)越大,纖維耗能越多、阻裂效果越好。通過抗折試驗(yàn)、塑性收縮試驗(yàn)、斷裂韌性與斷裂能試驗(yàn)以及擺錘沖擊試驗(yàn),研究纖維長度和纖維摻量對抗折強(qiáng)度、塑性收縮阻裂、斷裂韌性與斷裂能以及沖擊斷裂能的影響程度和規(guī)律。聚酯纖維對抗折強(qiáng)度有一定的影響,對斷裂韌性、沖擊斷裂能影響較大,且對斷裂能影響很大,同時可以提高水泥基材早期塑性收縮阻裂的性能,總體而言,隨著纖維長度的增加和纖維摻量的提高,纖維的阻裂和增強(qiáng)效果越好。通過建立具有中心穿透裂紋的平面應(yīng)力有限元模型,并基于裂尖應(yīng)力和裂尖沿裂紋線方向的應(yīng)力強(qiáng)度因子說明了柔性纖維的阻裂作用,且纖維長度越長、摻量越高,阻裂效果越好。本文試驗(yàn)結(jié)果及有限元分析結(jié)果符合基于能量平衡理論的柔性纖維混凝土阻裂機(jī)理,驗(yàn)證了文中所提阻裂機(jī)理的合理性。依托重慶南川至貴州道真高速公路某連續(xù)剛構(gòu)橋工程,研究柔性纖維對大體積混凝土早期裂縫的阻裂效果,并建立0號塊模型對比分析柔性纖維的摻入對0號塊收縮裂縫的影響。柔性纖維可以提高大體積混凝土早期裂縫的抗裂性能,現(xiàn)場摻有聚酯纖維的連續(xù)剛構(gòu)橋梁段相較于傳統(tǒng)未摻纖維的梁段裂縫數(shù)量少、開展程度低;有限元分析的連續(xù)剛構(gòu)橋0號塊收縮裂縫主要分布于箱梁的底板和腹板,且考慮了聚酯纖維后開裂的混凝土單元數(shù)量較普通混凝土有一定程度的減少,但有限元計(jì)算結(jié)果差于現(xiàn)場應(yīng)用的阻裂效果。
【關(guān)鍵詞】：柔性纖維 阻裂機(jī)理 阻裂性能試驗(yàn) 連續(xù)剛構(gòu)橋 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U445.57;U448.23
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 論文研究的背景9-10
• 1.2 纖維混凝土研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 纖維混凝土簡介10-12
• 1.2.2 纖維混凝土阻裂機(jī)理研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 連續(xù)剛構(gòu)橋研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 連續(xù)剛構(gòu)橋存在的主要病害15-17
• 1.3.2 寬箱室大體積混凝土早期裂縫成因及控制17-18
• 1.4 本文研究的目的及內(nèi)容18-20
• 1.4.1 本文研究的目的18-19
• 1.4.2 本文研究的內(nèi)容19-20
• 第二章 柔性纖維混凝土阻裂機(jī)理研究20-30
• 2.1 柔性纖維在混凝土中的阻裂作用20
• 2.2 基于裂尖閉合力模型的柔性纖維阻裂機(jī)理20-22
• 2.3 柔性纖維阻裂機(jī)理的能量法解釋22-29
• 2.3.1 裂紋擴(kuò)展的能量判據(jù)22-24
• 2.3.2 基于能量平衡理論的柔性纖維阻裂機(jī)理24-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 柔性纖維混凝土阻裂性能試驗(yàn)研究30-55
• 3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>30
• 3.2 抗折試驗(yàn)30-36
• 3.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)30-32
• 3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析32-36
• 3.3 塑性收縮試驗(yàn)36-40
• 3.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)36-38
• 3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析38-40
• 3.4 斷裂韌性與斷裂能試驗(yàn)40-50
• 3.4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)40-45
• 3.4.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析45-50
• 3.5 擺錘沖擊試驗(yàn)50-54
• 3.5.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)51-52
• 3.5.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-55
• 第四章 柔性纖維阻裂的有限元分析55-66
• 4.1 有限元分析的目的及內(nèi)容55
• 4.2 有限元分析的基本理論55-59
• 4.2.1 有限元模型單元的選擇及特性55-57
• 4.2.2 材料的塑性基本準(zhǔn)則及ANSYS選項(xiàng)57
• 4.2.3 破壞準(zhǔn)則及ANSYS實(shí)現(xiàn)57-58
• 4.2.4 有限元非線性求解58-59
• 4.3 柔性纖維阻裂的有限元模型59-65
• 4.3.1 關(guān)鍵問題處理59-62
• 4.3.2 有限元模型的建立及求解62-63
• 4.3.3 結(jié)果對比及分析63-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第五章 柔性纖維混凝土在連續(xù)剛構(gòu)橋中的應(yīng)用研究66-75
• 5.1 工程概況66
• 5.2 柔性纖維混凝土的現(xiàn)場應(yīng)用66-68
• 5.2.1 現(xiàn)場應(yīng)用簡介66-68
• 5.2.2 應(yīng)用效果對比68
• 5.3 0號塊的ANSYS有限元模擬68-73
• 5.3.1 建模前準(zhǔn)備工作69-72
• 5.3.2 模型建立及求解72
• 5.3.3 結(jié)果查看及對比分析72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 第六章 結(jié)論與展望75-77
• 6.1 主要結(jié)論75-76
• 6.2 展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻(xiàn)78-81
• 在學(xué)期間發(fā)表的論文和取得的學(xué)術(shù)成果81

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本文編號：343430