本文選題：鋼纖維　切入點：混凝土　出處：《鄭州大學》2017年碩士論文

【摘要】：鋼纖維加入到混凝土中可以起到增強增韌的效果,雖然鋼纖維混凝土已經(jīng)應用于水利水電、海岸海洋、土木建筑、道路橋梁等工程建設(shè)中,但作為鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計和數(shù)值計算依據(jù)的鋼纖維混凝土受壓本構(gòu)關(guān)系,相關(guān)研究還十分有限,限制了鋼纖維混凝土的進一步推廣和應用。本文通過鋼纖維混凝土單軸受壓試驗,研究了鋼纖維混凝土的抗壓強度和受壓本構(gòu)關(guān)系。主要研究內(nèi)容如下:(1)通過90個150mm×150mm×150mm的鋼纖維混凝土立方體試件的抗壓強度試驗,研究了不同混凝土基體強度下,鋼纖維體積率和鋼纖維強度對混凝土立方體試件破壞形態(tài)和抗壓強度的影響。結(jié)果表明,鋼纖維使混凝土的破壞形態(tài)由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐?混凝土基體強度在C30/CF30~C60/CF60時,鋼纖維體積率在0%~2%范圍的增大,立方體抗壓強度可提高2.5%~41.66%,高強度鋼纖維對混凝土立方體抗壓強度的增強效果優(yōu)于低強度鋼纖維。(2)基于試驗機自身剛度的情況下,通過90個150mm×150mm×300mm的鋼纖維混凝土棱柱體單軸受壓試驗,研究了鋼纖維體積率、基體混凝土強度和鋼纖維強度對鋼纖維混凝土單軸受壓破壞形態(tài)和本構(gòu)關(guān)系的影響。結(jié)果表明,鋼纖維在試件裂縫失穩(wěn)擴展階段和破壞階段增強增韌效果顯著。由于試驗機自身剛度較小,高強混凝土試件難以測得應力-應變曲線下降段。混凝土基體強度在C30/CF30~C60/CF60時,隨鋼纖維體積率在0%~2.0%范圍內(nèi)的增大,應力-應變曲線愈加飽滿,峰值應力和峰值應變顯著增大。而對于C80/CF80混凝土試件,峰值應力仍隨鋼纖維體積率增大而提高,峰值應變則有所降低。高強度鋼纖維對高強混凝土增韌效果較好。針對鋼纖維混凝土的特點,建立了鋼纖維混凝土受壓本構(gòu)關(guān)系模型。(3)基于在試驗機上增設(shè)剛性元件的情況下,通過90個150mm×150mm×300mm的鋼纖維混凝土棱柱體單軸受壓試驗,研究了鋼纖維體積率、混凝土基體強度和鋼纖維類型對鋼纖維混凝土單軸受壓本構(gòu)關(guān)系的影響。研究表明,混凝土基體強度在C30/CF30~C80/CF80時,鋼纖維體積率在0%~2.0%范圍內(nèi)的增大,棱柱體試件的受壓應力-應變曲線更加飽滿,峰值應力、峰值應變和曲線下包面積均顯著提高。隨基體強度等級在C30/CF30~C80/CF80范圍內(nèi)的提高,試件的峰值應力提高,曲線上升段斜率增大,而曲線曲率和上升段的變形減小。高強度鋼纖維對高強混凝土增韌效果較好。與基于試驗機自身剛度的試驗方法相比,增設(shè)剛性元件后可以穩(wěn)定地量測到應力-應變曲線的下降段,并使曲線上升段參數(shù)有所增大,曲線下降段的規(guī)律性更加明顯。建立的鋼纖維受壓本構(gòu)關(guān)系模型仍適用于基于試驗機自身機剛度情況下的鋼纖維混凝土本構(gòu)關(guān)系計算。
[Abstract]:Steel fiber can be added to concrete to enhance the toughening effect, although steel fiber reinforced concrete has been used in water conservancy and hydropower, coastal ocean, civil construction, road and bridge construction, etc. However, as a basis for structural design and numerical calculation of steel fiber reinforced concrete (SFRC), the research on the constitutive relationship of SFRC under compression is very limited. In this paper, the uniaxial compression test of steel fiber reinforced concrete (SFRC) is carried out. The compressive strength and compressive constitutive relationship of steel fiber reinforced concrete (SFRC) are studied in this paper. The main contents are as follows: (1) the compressive strength of 90 steel fiber reinforced concrete cube specimens with 150mm 脳 150mm 脳 150mm is studied under different concrete matrix strength. The effect of the volume ratio of steel fiber and the strength of steel fiber on the failure form and compressive strength of concrete cube specimen is studied. The results show that the failure mode of concrete is changed from brittle failure to plastic failure by steel fiber, and when the strength of concrete matrix is at C30/CF30~C60/CF60, the failure mode of concrete is changed from brittle failure to plastic failure. When the volume ratio of steel fiber increases in the range of 0% and 2%, the cube compressive strength can be increased by 2.5% and 41.66. The enhancement effect of high strength steel fiber on the compressive strength of concrete cube is better than that of low strength steel fiber. Through uniaxial compression tests of 90 steel fiber reinforced concrete prisms with 150mm 脳 150mm 脳 300mm, the effects of volume ratio of steel fiber, strength of matrix concrete and strength of steel fiber on the failure mode and constitutive relationship of steel fiber concrete under uniaxial compression were studied. The effect of strengthening and toughening of steel fiber in crack instability and failure stage is remarkable. Because of the small stiffness of the testing machine, it is difficult to measure the decrease of stress-strain curve of high strength concrete. When the strength of concrete matrix is in C30/CF30~C60/CF60, the strength of concrete matrix is in the condition of C30/CF30~C60/CF60. With the increase of steel fiber volume ratio in the range of 0% and 2.0%, the stress-strain curve becomes fuller, and the peak stress and peak strain increase significantly. However, for C80/CF80 concrete specimens, the peak stress increases with the increase of steel fiber volume ratio. The peak strain is reduced. The high strength steel fiber has better toughening effect on high strength concrete. According to the characteristics of steel fiber reinforced concrete, the constitutive relation model of steel fiber reinforced concrete under compression is established. The effects of volume ratio of steel fiber, strength of concrete matrix and type of steel fiber on the constitutive relationship of steel fiber reinforced concrete under uniaxial compression were studied by uniaxial compression tests of 90 150mm 脳 150mm 脳 300mm prisms. When the strength of concrete matrix is in C30/CF30~C80/CF80, the volume ratio of steel fiber increases in the range of 2.0%, the compressive stress-strain curve of the prism specimen becomes fuller and the peak stress is increased. The peak strain and the area under the curve increased significantly. With the increase of the matrix strength grade in the range of C30/CF30~C80/CF80, the peak stress of the specimen increased, and the slope of the rising section of the curve increased. The curvature of the curve and the deformation of the rising section decrease. The high strength steel fiber has better toughening effect on the high strength concrete. Compared with the test method based on the stiffness of the testing machine, With the addition of rigid elements, the descending section of stress-strain curve can be measured stably, and the parameters of rising section of the curve can be increased. The constitutive relation model of steel fiber under compression is still applicable to the calculation of the constitutive relation of steel fiber concrete based on the stiffness of the testing machine itself.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TU528.572

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本文編號：1657008