在混凝土材料的使用過程中,干縮開裂、脆斷性、抗沖擊性能不足等問題始終存在,制約著現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的發(fā)展。通過摻入纖維來改良混凝土性能的方法已被證明穩(wěn)定有效,并在工程上得到了廣泛應(yīng)用。鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維以及植物纖維等都可被用作混凝土的增強(qiáng)材料,但不同纖維作用效果的差異以及影響纖維作用效果的因素等問題,都仍需進(jìn)一步的研究。本文首先對素混凝土、鋼纖維混凝土以及棕櫚纖維混凝土試件進(jìn)行動態(tài)劈裂試驗,對比分析不同彈性模量纖維對混凝土動態(tài)力學(xué)性能的作用效果;再運(yùn)用損傷理論以及纖維增強(qiáng)理論分析解釋纖維的作用效果以及作用機(jī)理,并對照試驗結(jié)果驗證纖維混凝土抗拉強(qiáng)度計算式;最后通過有限元模擬探討纖維混凝土在裂紋梁上的應(yīng)用效果及前景。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果:1、通過實驗來對比分析不同種類纖維混凝土的靜動態(tài)力學(xué)性能。對素混凝土、鋼纖維混凝土（高彈性模量）以及棕櫚纖維混凝土（低彈性模量）進(jìn)行沖擊試驗,加載設(shè)備為分離式霍普金森桿,加載方式為圓盤劈裂,并通過高速攝像機(jī)、應(yīng)變片以及DIC軟件對破壞過程進(jìn)行全程記錄與分析。首先從試件的沖擊破壞形態(tài)初步分析纖維的作用效果;再通過試驗數(shù)據(jù),驗證纖維的增強(qiáng)增韌效果,并探討纖... 

【文章來源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型彈射試驗裝置結(jié)構(gòu)簡圖

青島理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文11體內(nèi)的傳播速度最快，富有穿透性，易于克服障礙；橫波(S波)是等容的、有旋的、橫向的剪波，傳播速度較慢。P波沿傳播方向極化，介質(zhì)中質(zhì)點往復(fù)運(yùn)動的方向與波的傳播方向一致，如圖1.2所示。S波分為兩部分，沿平行于z軸方向極化的稱為SH波，沿平行于xy平面方向極化的稱為SV波[37]。圖1.2波的傳遞示意圖圖1.3波在裂紋尖端附近的傳遞示意圖在斷裂力學(xué)中，裂紋看成由兩個自由表面組合而成。入射波經(jīng)過裂紋一般被繞射成P、SV、SH波，這些波使裂紋附近質(zhì)點產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動，設(shè)裂紋位于平面，在裂紋尖端附近的質(zhì)點，將沿三個方向作往復(fù)的運(yùn)動[37]，如圖1.3所示。在裂紋尖端附近有應(yīng)力集中現(xiàn)象，與靜載情況相似，應(yīng)力集中的強(qiáng)度用動應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)度量。1.5本文的主要研究思路為研究纖維混凝土的動態(tài)力學(xué)性能以及不同纖維作用效果的差異，本文將對高彈性模量的鋼纖維混凝土以及低彈性模量的棕櫚纖維混混凝土進(jìn)行沖擊試驗，以研究纖維對混凝土性能的整體改良效果，并探究不同種類纖維對混凝土的動態(tài)強(qiáng)度以及動態(tài)韌性增強(qiáng)效果的差異。在沖擊試驗過程中，用高速相機(jī)記錄下試件的完整破壞過程，通過DIC技術(shù)分析試件受力后的應(yīng)力場與位移場，以獲得精確的對比數(shù)據(jù)。在對纖維的增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行理論分析之前，先研究了解基體材料的損傷與破壞特性，為理論解釋打下基矗從細(xì)觀尺度，建立微裂紋模型，分析準(zhǔn)脆性材料的破壞機(jī)理以及損傷變化，再將細(xì)觀損傷與宏觀斷裂相結(jié)合，形成完整的多尺度研究�；趯w材料的分析與了解，再對纖維的作用機(jī)理進(jìn)行分析。依據(jù)現(xiàn)有的纖維-混凝土界面模型以及裂紋面模型等，推導(dǎo)單根纖維的作用力計算式，再將單根纖維的計算結(jié)果代入纖維增強(qiáng)材料的抗拉強(qiáng)度計算式，得到纖維混凝土的強(qiáng)度理論值，

青島理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文11體內(nèi)的傳播速度最快，富有穿透性，易于克服障礙；橫波(S波)是等容的、有旋的、橫向的剪波，傳播速度較慢。P波沿傳播方向極化，介質(zhì)中質(zhì)點往復(fù)運(yùn)動的方向與波的傳播方向一致，如圖1.2所示。S波分為兩部分，沿平行于z軸方向極化的稱為SH波，沿平行于xy平面方向極化的稱為SV波[37]。圖1.2波的傳遞示意圖圖1.3波在裂紋尖端附近的傳遞示意圖在斷裂力學(xué)中，裂紋看成由兩個自由表面組合而成。入射波經(jīng)過裂紋一般被繞射成P、SV、SH波，這些波使裂紋附近質(zhì)點產(chǎn)生往復(fù)運(yùn)動，設(shè)裂紋位于平面，在裂紋尖端附近的質(zhì)點，將沿三個方向作往復(fù)的運(yùn)動[37]，如圖1.3所示。在裂紋尖端附近有應(yīng)力集中現(xiàn)象，與靜載情況相似，應(yīng)力集中的強(qiáng)度用動應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)度量。1.5本文的主要研究思路為研究纖維混凝土的動態(tài)力學(xué)性能以及不同纖維作用效果的差異，本文將對高彈性模量的鋼纖維混凝土以及低彈性模量的棕櫚纖維混混凝土進(jìn)行沖擊試驗，以研究纖維對混凝土性能的整體改良效果，并探究不同種類纖維對混凝土的動態(tài)強(qiáng)度以及動態(tài)韌性增強(qiáng)效果的差異。在沖擊試驗過程中，用高速相機(jī)記錄下試件的完整破壞過程，通過DIC技術(shù)分析試件受力后的應(yīng)力場與位移場，以獲得精確的對比數(shù)據(jù)。在對纖維的增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行理論分析之前，先研究了解基體材料的損傷與破壞特性，為理論解釋打下基矗從細(xì)觀尺度，建立微裂紋模型，分析準(zhǔn)脆性材料的破壞機(jī)理以及損傷變化，再將細(xì)觀損傷與宏觀斷裂相結(jié)合，形成完整的多尺度研究�；趯w材料的分析與了解，再對纖維的作用機(jī)理進(jìn)行分析。依據(jù)現(xiàn)有的纖維-混凝土界面模型以及裂紋面模型等，推導(dǎo)單根纖維的作用力計算式，再將單根纖維的計算結(jié)果代入纖維增強(qiáng)材料的抗拉強(qiáng)度計算式，得到纖維混凝土的強(qiáng)度理論值，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]圓錐頭鋼纖維的單根拔出試驗和理論分析[D]. 李向陽.湖南大學(xué) 2016
[2]鋼纖維—水泥石基體界面特征及對混凝土宏觀性能影響的研究[D]. 代超.重慶交通大學(xué) 2015
[3]纖維素纖維混凝土耐久性、高溫抗爆裂及徐變特性[D]. 張文瀟.東南大學(xué) 2015
[4]纖維混凝土抗沖擊性能的試驗研究[D]. 陳相宇.大連理工大學(xué) 2010
[5]沖擊作用下混凝土中應(yīng)力波傳播規(guī)律研究[D]. 郭弦.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010



本文編號：2951661