玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土斷裂性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-18 14:19
混凝土作為最通用的建筑材料被廣泛應(yīng)用于水利工程建設(shè)中,但混凝土自身存在的易開裂、抗拉強(qiáng)度低以及韌性差等缺陷限制了其在大型水工結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用和發(fā)展。而玄武巖纖維混凝土作為一種新型材料,具有韌性好、強(qiáng)度高以及穩(wěn)定性好等優(yōu)勢(shì)可有效抑制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。因此,開展玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土抗裂性能研究對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)防止裂縫及提高耐久性具有重大實(shí)踐意義。本文通過試驗(yàn)、電鏡掃描以及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)混凝土斷裂性能進(jìn)行了分析與研究,以期能夠系統(tǒng)的闡釋玄武巖纖維對(duì)混凝土的增韌增強(qiáng)機(jī)理。主要結(jié)論如下:(1)本文開展了玄武巖纖維混凝土抗壓、劈拉、抗彎等基本力學(xué)試驗(yàn),并通過電鏡掃描觀察其微觀結(jié)構(gòu),經(jīng)分析與比較,得出摻入長(zhǎng)度為6mm,摻量為2‰的玄武巖纖維能夠較好的增強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能。(2)分析了玄武巖纖維混凝土斷裂力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果,得出各斷裂參數(shù)的計(jì)算值,并繪制不同纖維摻量的混凝土P-CMOD曲線,結(jié)果表明玄武巖纖維可提升混凝土材料的峰值荷載和韌性。(3)本文提出了適用于纖維混凝土力學(xué)性能的細(xì)觀損傷力學(xué)模型,將玄武巖纖維混凝土基本力學(xué)性能的試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比與分析,以驗(yàn)證模型的可行性;通過...
【文章來源】:青海大學(xué)青海省211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 纖維混凝土國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 纖維混凝土力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
1.2.2 BFRC力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
1.2.3 纖維混凝土破壞機(jī)理研究現(xiàn)狀
1.2.4 纖維混凝土斷裂模型研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線與創(chuàng)新點(diǎn)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 BFRC試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 原材料和配合比
2.1.1 原材料
2.1.2 配合比
2.2 試驗(yàn)方案
2.2.1 試件制作
2.2.2 試驗(yàn)與計(jì)算方法
2.3 本章小結(jié)
第3章 BFRC試驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 BFRC基本力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1.1 BFRC破壞形態(tài)
3.1.2 BFRC基本力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果
3.2 BFRC斷裂力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果與討論
3.2.1 P-CMOD曲線
3.2.2 斷裂參數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3 BFRC微觀結(jié)構(gòu)及影響因素分析
3.3.1 BFRC水泥砂漿微觀形貌
3.3.2 玄武巖纖維摻量和長(zhǎng)度對(duì)混凝土的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 BFRC數(shù)值模擬原理分析
4.1 DIGIMAT與 ABAQUS有限元軟件耦合分析
4.2 兩相復(fù)合材料的均勻化方法
4.3 玄武巖纖維混凝土雙夾雜模型
4.4 漸進(jìn)損傷模型
4.4.1 三維Hashin失效準(zhǔn)則和失效指標(biāo)
4.4.2 損傷演化
4.5 本章小結(jié)
第5章 BFRC力學(xué)性能數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.1 混凝土彈性模量數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.1.1 解析解與數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析
5.1.2 混凝土的細(xì)觀影響因素分析
5.2 BFRC基本力學(xué)性能數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.2.1 數(shù)值模型的建立
5.2.2 BFRC基本力學(xué)試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比與分析
5.2.3 骨料含量對(duì)BFRC強(qiáng)度的影響
5.2.4 BFRC尺寸效應(yīng)的數(shù)值結(jié)果分析
5.3 BFRC斷裂力學(xué)性能數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.3.1 三點(diǎn)彎曲梁模型的建立
5.3.2 BFRC斷裂力學(xué)試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比與分析
5.3.3 BFRC尺寸效應(yīng)的數(shù)值結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳纖維再生混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J]. 王建超,陸佳韋,周靜海,梅長(zhǎng)周. 混凝土. 2018(12)
[2]高致密增韌水工混凝土的制備及其性能研究[J]. 唐欣薇,何奇濱,周元德,張楚漢. 水利學(xué)報(bào). 2018(12)
[3]超高強(qiáng)玄武巖纖維混凝土力學(xué)性能研究[J]. 楊智碩,張曄芝,葉梅新,陳明霞. 建筑科學(xué). 2018(11)
[4]基于SEM的玄武巖纖維混凝土力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)研究[J]. 林家富. 施工技術(shù). 2018(18)
[5]鋼纖維混凝土的彎曲性能試驗(yàn)研究[J]. 李英娜,張井財(cái),張春巍,薛啟超. 混凝土. 2018(08)
[6]基于ABAQUS纖維梁的鋼筋混凝土材料模型二次開發(fā)[J]. 張皓,曹光偉,李宏男,王德斌,李敏. 沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[7]玄武巖纖維混凝土抗壓強(qiáng)度分析與微觀表征[J]. 高真,曹鵬,孫新建,趙亞偉. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2018(08)
[8]基于DIGIMAT的混凝土等效彈性模量研究[J]. 高真,曹鵬,孫新建,黃綿松,李勁松. 水利水電技術(shù). 2018(05)
[9]纖維混凝土梁研究綜述[J]. 李春蕊,王學(xué)志,李根,胡柯心,張曉飛. 硅酸鹽通報(bào). 2018(04)
[10]鋼纖維混凝土增韌效果研究[J]. 李世超,黃瑞源,李龍,陳耀慧. 混凝土. 2017(12)
碩士論文
[1]玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土的斷裂性能數(shù)值模擬研究[D]. 魯云龍.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]混凝土斷裂能和雙K斷裂參數(shù)的試驗(yàn)研究[D]. 邵若莉.大連理工大學(xué) 2005
[3]混凝土雙參數(shù)和雙K參數(shù)模型的比較研究[D]. 宣方龍.大連理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3630990
【文章來源】:青海大學(xué)青海省211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:81 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 纖維混凝土國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 纖維混凝土力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
1.2.2 BFRC力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
1.2.3 纖維混凝土破壞機(jī)理研究現(xiàn)狀
1.2.4 纖維混凝土斷裂模型研究現(xiàn)狀
1.3 研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線與創(chuàng)新點(diǎn)
1.3.1 研究?jī)?nèi)容
1.3.2 技術(shù)路線
1.3.3 創(chuàng)新點(diǎn)
第2章 BFRC試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 原材料和配合比
2.1.1 原材料
2.1.2 配合比
2.2 試驗(yàn)方案
2.2.1 試件制作
2.2.2 試驗(yàn)與計(jì)算方法
2.3 本章小結(jié)
第3章 BFRC試驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1 BFRC基本力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果與討論
3.1.1 BFRC破壞形態(tài)
3.1.2 BFRC基本力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果
3.2 BFRC斷裂力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果與討論
3.2.1 P-CMOD曲線
3.2.2 斷裂參數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果與分析
3.3 BFRC微觀結(jié)構(gòu)及影響因素分析
3.3.1 BFRC水泥砂漿微觀形貌
3.3.2 玄武巖纖維摻量和長(zhǎng)度對(duì)混凝土的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 BFRC數(shù)值模擬原理分析
4.1 DIGIMAT與 ABAQUS有限元軟件耦合分析
4.2 兩相復(fù)合材料的均勻化方法
4.3 玄武巖纖維混凝土雙夾雜模型
4.4 漸進(jìn)損傷模型
4.4.1 三維Hashin失效準(zhǔn)則和失效指標(biāo)
4.4.2 損傷演化
4.5 本章小結(jié)
第5章 BFRC力學(xué)性能數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.1 混凝土彈性模量數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.1.1 解析解與數(shù)值計(jì)算結(jié)果分析
5.1.2 混凝土的細(xì)觀影響因素分析
5.2 BFRC基本力學(xué)性能數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.2.1 數(shù)值模型的建立
5.2.2 BFRC基本力學(xué)試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比與分析
5.2.3 骨料含量對(duì)BFRC強(qiáng)度的影響
5.2.4 BFRC尺寸效應(yīng)的數(shù)值結(jié)果分析
5.3 BFRC斷裂力學(xué)性能數(shù)值模擬結(jié)果分析
5.3.1 三點(diǎn)彎曲梁模型的建立
5.3.2 BFRC斷裂力學(xué)試驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)比與分析
5.3.3 BFRC尺寸效應(yīng)的數(shù)值結(jié)果分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]碳纖維再生混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J]. 王建超,陸佳韋,周靜海,梅長(zhǎng)周. 混凝土. 2018(12)
[2]高致密增韌水工混凝土的制備及其性能研究[J]. 唐欣薇,何奇濱,周元德,張楚漢. 水利學(xué)報(bào). 2018(12)
[3]超高強(qiáng)玄武巖纖維混凝土力學(xué)性能研究[J]. 楊智碩,張曄芝,葉梅新,陳明霞. 建筑科學(xué). 2018(11)
[4]基于SEM的玄武巖纖維混凝土力學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)研究[J]. 林家富. 施工技術(shù). 2018(18)
[5]鋼纖維混凝土的彎曲性能試驗(yàn)研究[J]. 李英娜,張井財(cái),張春巍,薛啟超. 混凝土. 2018(08)
[6]基于ABAQUS纖維梁的鋼筋混凝土材料模型二次開發(fā)[J]. 張皓,曹光偉,李宏男,王德斌,李敏. 沈陽(yáng)建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[7]玄武巖纖維混凝土抗壓強(qiáng)度分析與微觀表征[J]. 高真,曹鵬,孫新建,趙亞偉. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2018(08)
[8]基于DIGIMAT的混凝土等效彈性模量研究[J]. 高真,曹鵬,孫新建,黃綿松,李勁松. 水利水電技術(shù). 2018(05)
[9]纖維混凝土梁研究綜述[J]. 李春蕊,王學(xué)志,李根,胡柯心,張曉飛. 硅酸鹽通報(bào). 2018(04)
[10]鋼纖維混凝土增韌效果研究[J]. 李世超,黃瑞源,李龍,陳耀慧. 混凝土. 2017(12)
碩士論文
[1]玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土的斷裂性能數(shù)值模擬研究[D]. 魯云龍.哈爾濱工程大學(xué) 2016
[2]混凝土斷裂能和雙K斷裂參數(shù)的試驗(yàn)研究[D]. 邵若莉.大連理工大學(xué) 2005
[3]混凝土雙參數(shù)和雙K參數(shù)模型的比較研究[D]. 宣方龍.大連理工大學(xué) 2002
本文編號(hào):3630990
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