土木工程外文翻譯----混凝土應(yīng)力實(shí)驗(yàn)

1、<p><b>　　混凝土應(yīng)力實(shí)驗(yàn)</b></p><p><b>　　一、實(shí)驗(yàn)介紹</b></p><p>　　直徑很小的鋼纖維用于混凝土結(jié)構(gòu)可以大大的提高混凝土的抗拉承載能力。在一般情況下混凝土中摻鋼纖維的體積比例在0.2％～2.0％之間。在很小比例下，鋼筋混凝土的張拉響應(yīng)可假設(shè)為不硬化的類型，它有加大單個(gè)裂縫擴(kuò)展性質(zhì)很像無(wú)鋼筋的素

2、混凝土，鋼纖維對(duì)混凝土開(kāi)裂之后性能的改善作用更加明顯，可以通過(guò)控制裂縫的開(kāi)展從而較大幅度地提高混凝土的韌性。然而它對(duì)其它性質(zhì)的改進(jìn)很小，因此在正常實(shí)驗(yàn)方法下如此低得的纖維含量很難難得到鋼纖維混凝土軸拉應(yīng)力——應(yīng)變曲線的平穩(wěn)段。為了找到一個(gè)合適易行的方法來(lái)研究SFRC軸拉性能人們做了很多工作并且有報(bào)告稱可通過(guò)添加剛性組件方法來(lái)獲得軸拉全曲線。</p><p>　　在這篇文章中,我們將用不同類型的纖維來(lái)做鋼筋混凝土的

3、單軸拉伸試驗(yàn)。鋼筋混凝土的抗拉特型首鋼纖維的強(qiáng)度和含量影響。另外，在強(qiáng)力作用下，鋼筋混凝土的應(yīng)力——應(yīng)變曲線受多種因素的影響。對(duì)纖維混凝土增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行研究，要獲得鋼纖維混凝土的受拉全過(guò)程曲線，采用軸拉方法最為適宜，但是要在試驗(yàn)方法上作一定改進(jìn)，并且試驗(yàn)機(jī)要有足夠的剛度，來(lái)保證試驗(yàn)過(guò)程的穩(wěn)定。眾所周知，在工程實(shí)踐過(guò)程中，由于施工技術(shù)及經(jīng)濟(jì)條件的限制，SFRC中纖維體積摻率一般不超過(guò)2%，而大部分工程實(shí)例中，纖維摻量都在1%左右。為此，本文

4、設(shè)計(jì)了軸拉SFRC材料試驗(yàn)，纖維摻量取1%，并采用不同種類的纖維增強(qiáng)形式，進(jìn)行對(duì)比分析。</p><p><b>　　二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容</b></p><p>　　試驗(yàn)在60噸萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行。在試驗(yàn)裝置中添加了四個(gè)高強(qiáng)鋼桿以增大試件的卸載剛度，并通過(guò)在試件兩端添加球鉸來(lái)消除試件的初始偏心率。</p><p>　　通過(guò)調(diào)節(jié)連接試件和橫梁的四個(gè)高強(qiáng)螺

5、栓來(lái)保證試件的軸心受拉。試件相對(duì)兩側(cè)面之間的拉應(yīng)變值之差不得大于其平均值的15％。當(dāng)鋼纖維摻量很低（為零或0.5％時(shí)），在荷載峰值采用低周反復(fù)加載曲線的外包絡(luò)線來(lái)獲得軸拉應(yīng)力——應(yīng)變?nèi)€.。</p><p><b>　　2.1材料</b></p><p>　　由四種不同類型的鋼纖維用于該試驗(yàn)，這些纖維中三種是帶鉤的（和）一種是光滑的。</p><

6、p>　　試驗(yàn)中所采用的三種混凝土配合比用于研究，見(jiàn)于表一。在基體強(qiáng)度等級(jí)為C60和C80鋼纖維混凝土中分別加入了大連建科院生產(chǎn)的DK一5型減水劑和瑞士Sika公司生產(chǎn)的液體減水劑。這些被用來(lái)研究鋼纖維混凝土的C30,C60,C80混凝土被制成的試件，在標(biāo)準(zhǔn)情況下養(yǎng)護(hù)28天。三種試件的平均強(qiáng)度見(jiàn)于表一。水泥采用大連小野田水泥廠生產(chǎn)的32.5級(jí)和52.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。細(xì)骨料采用細(xì)度模數(shù)2．6的河砂。粗骨料采用5～20 石灰?guī)r碎石。

7、</p><p><b>　　表一</b></p><p><b>　　2.2、試件</b></p><p>　　用建筑結(jié)構(gòu)膠將軸拉試件粘貼于兩端的鋼墊板上。22組共110個(gè)試件的具體參數(shù)。</p><p><b>　　2.3、補(bǔ)充</b></p><p&g

8、t;　　經(jīng)過(guò)28天，普通混凝土和鋼纖維混凝土分別被用來(lái)做抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)。張拉應(yīng)力——應(yīng)變曲線由此獲得。對(duì)于高強(qiáng)度鋼纖維混凝土諸如抗拉能力等拉伸特性也由此得到。增強(qiáng)類鋼纖維混凝土比增韌類鋼纖維混凝土的強(qiáng)度平均提高13%；而由基本開(kāi)裂至裂縫寬度為0.5mm區(qū)間(相應(yīng)的應(yīng)變約2000με)的斷裂能積分則顯示：增韌類鋼纖維混凝土比增強(qiáng)類鋼纖維混凝土的斷裂能平均提高20%.由表3還可以看出，大部分SFRC第一峰值對(duì)應(yīng)的極限拉應(yīng)變值與素混凝土相當(dāng)，在

9、100με左右，這說(shuō)明低含率纖維的摻入對(duì)提高混凝土的極限拉應(yīng)變作用不很明顯。而增韌類SFRC第二峰值對(duì)應(yīng)的應(yīng)變則大大提高，可達(dá)1000με，由此可知第二峰值的出現(xiàn)大大提高了材料的韌性。DRAMIX型纖維因?yàn)殚L(zhǎng)度是其它三種纖維長(zhǎng)度的2倍，其斷裂韌性更好，在試驗(yàn)曲線中可以看出在應(yīng)變達(dá)到后，其荷載強(qiáng)度仍然保持較高水平，直到10000με應(yīng)變時(shí)荷載仍可保持其峰值水平的50%左右。</p><p><b>　　三

10、、試驗(yàn)結(jié)果和分析</b></p><p>　　3.1 劈拉強(qiáng)度和軸拉極限強(qiáng)度</p><p>　　不同試件的劈拉強(qiáng)度和軸拉極限強(qiáng)度查表，在混凝土中增加鋼纖維的量可以提高它的劈拉強(qiáng)度和軸拉極限強(qiáng)度，兩種不同參數(shù)的鋼纖維鋼筋混凝土和普通混凝土（它們的混合比例相同）的比率也可查表。</p><p>　　3.1.1基體強(qiáng)度及纖維類型對(duì)軸拉強(qiáng)度的影響</p&

11、gt;<p>　　從上我們可以看出鋼纖維對(duì)初裂強(qiáng)度的增強(qiáng)作用受基體強(qiáng)度變化的影響很小。也就是說(shuō)在摻人同種鋼纖維時(shí)，隨著基體強(qiáng)度的增加，鋼纖維混凝土與同配比素混凝土的初裂強(qiáng)度的比值基本恒定</p><p>　　然而，不同情況下的極限抗拉強(qiáng)度是不一樣的，當(dāng)基體強(qiáng)度增加時(shí)，對(duì)于不同類型的鋼纖維，極限抗拉強(qiáng)度的分配量是不同的。另外它的增加量比劈拉恰強(qiáng)度大</p><p>　　F1型鋼

12、纖維作為基體的極限抗拉強(qiáng)度很高，這是因?yàn)檫@類型的鋼纖維的強(qiáng)度很高（大于1100MPa）試驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有纖維拔斷的現(xiàn)象出現(xiàn)而且當(dāng)基體強(qiáng)度較高時(shí)(C80)，鋼纖維的端部彎鉤被完全拉直。由于黏結(jié)強(qiáng)度的提高，基體強(qiáng)度越高，該纖維對(duì)高強(qiáng)混凝土軸拉極限強(qiáng)度的增強(qiáng)效果越好。F2和F3型鋼纖維的強(qiáng)度較高，二者均有端部彎鉤，并且表面較為粗糙，當(dāng)基體強(qiáng)度較高時(shí)(C80)，出現(xiàn)纖維拔斷現(xiàn)象，該現(xiàn)象的出現(xiàn)對(duì)這兩種鋼纖維的增強(qiáng)效果產(chǎn)生了消極影響，因此為了最大限度的

13、發(fā)揮這兩種鋼纖維的增強(qiáng)作用，應(yīng)將其應(yīng)用于中高強(qiáng)度混凝土中。</p><p>　　F4型纖維為長(zhǎng)直型，其與基體問(wèn)的粘結(jié)力較小，因此它的增強(qiáng)效果耍弱于其他二種。因?yàn)槠渑c基體問(wèn)的粘結(jié)力較小因此在試驗(yàn)過(guò)程中沒(méi)有纖維拔斷現(xiàn)象出現(xiàn)。并且隨著基體強(qiáng)度升高，由于黏結(jié)力的增大，該纖維增強(qiáng)效率有持續(xù)提高。</p><p>　　3.1.2鋼纖維摻量對(duì)軸拉強(qiáng)度的影響</p><p>　　試

14、驗(yàn)中重點(diǎn)針對(duì)F3型鋼纖維研究了纖維摻量的變化對(duì)鋼纖維高強(qiáng)混凝土軸拉初裂強(qiáng)度和極限強(qiáng)度的影響。試驗(yàn)中鋼纖維體積摻率變化范圍為0.5-1.5?？梢?jiàn)隨著纖維摻量增大，軸拉初裂強(qiáng)度和極限強(qiáng)度均有提高。兩圖中曲線的上升趨勢(shì)很相似。也就是說(shuō)纖維摻量在整個(gè)拉伸過(guò)程中對(duì)鋼纖維混凝土內(nèi)拉應(yīng)力的影響是積極的和穩(wěn)定的。</p><p>　　纖維序號(hào) F1 0.642F2

15、 0.862F3 0.794F4 0.589</p><p>　　鋼纖維鋼筋混凝土軸拉極限強(qiáng)度可以用下式來(lái)計(jì)算：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中：fft為鋼纖維鋼纖維軸拉極限強(qiáng)度軸拉極限強(qiáng)度；</p>

16、<p>　　ft為同配比素混凝土軸拉極限強(qiáng)度；</p><p>　　纖維類型系數(shù)有表四給出</p><p>　　為鋼纖維體積摻率，l/d 為鋼纖維長(zhǎng)徑比。</p><p>　　3.2 軸拉變形性能和韌性</p><p>　　3.2.1 初裂拉應(yīng)變和峰值荷載拉應(yīng)變</p><p>　　對(duì)試件四周四個(gè)夾式位移計(jì)

17、測(cè)得的應(yīng)變值進(jìn)行平均獲得試件的拉應(yīng)變值。若試驗(yàn)中試件相對(duì)側(cè)面的拉應(yīng)變差大于平均值的15％，該試件作廢。</p><p>　　高強(qiáng)SFRC的初裂拉應(yīng)變和峰值拉應(yīng)變要遠(yuǎn)大于同配比素混凝土(見(jiàn)表5)，隨著基體強(qiáng)度或者纖維摻量增大，這個(gè)差值有所增長(zhǎng)，鋼纖維對(duì)峰值應(yīng)變的提高作用要比初裂應(yīng)變更加明顯。</p><p>　　3.2.2 拉伸功和軸拉韌性指數(shù)</p><p>　　拉

18、伸功為位移0-0．5 mm軸拉荷載位移全曲線下面積(圖5中陰影面積)。另外，引入軸拉韌性指數(shù)。其定義為：</p><p><b>　　(2)</b></p><p>　　式中: fft為鋼纖維混凝土軸拉極限強(qiáng)度；A為軸拉試件的破壞橫截面面積。</p><p>　　兩參數(shù)均用來(lái)評(píng)價(jià)鋼纖維高強(qiáng)混凝土在軸拉過(guò)程中的韌性。軸拉韌性指數(shù)為無(wú)量綱系數(shù)，與軸

19、拉功相比，在評(píng)價(jià)軸拉韌性時(shí)可在一定程度上消除軸拉極限強(qiáng)度的差別所帶來(lái)的影響。</p><p>　　從上我們可以發(fā)現(xiàn)，基體強(qiáng)度和纖維含量?jī)煞N參數(shù)的有規(guī)律的改變很相似，因此我們分析的重點(diǎn)應(yīng)放在韌性指數(shù)上。</p><p>　　摻有四種鋼纖維及素混凝土試件基體強(qiáng)度與軸拉韌性指數(shù)的關(guān)系成比例，其中纖維混凝土試件中鋼纖維體積摻率均為1．0％。可見(jiàn)高強(qiáng)SFRC的軸拉韌性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于同配比素混凝土。<

20、;/p><p>　　鋼纖維的抗拉強(qiáng)度的影響是顯著的，隨著基體強(qiáng)度升高，混凝土脆性明顯增加，素混凝土軸拉韌性明顯下降。在摻有F1和F2型鋼纖維的試件中也出現(xiàn)了韌性下降現(xiàn)象。F1型纖維從基體中拔出其實(shí)是一個(gè)纖維端鉤被拉直，纖維端部周圍混凝土被擠碎的過(guò)程。當(dāng)纖維端鉤最終被拉直時(shí)，軸拉荷載很快下降。混凝土的強(qiáng)度越高，基體硬度和脆性越大，上述過(guò)程歷時(shí)也更短。因此當(dāng)基體強(qiáng)度較高時(shí)，軸拉應(yīng)力——應(yīng)變曲線下降得更快，軸拉韌性指數(shù)也有

21、所下降。</p><p>　　在四種類型纖維種F1型纖維的增韌效果最好，F(xiàn)2型纖維長(zhǎng)徑比最小，基體強(qiáng)度較高時(shí)出現(xiàn)了纖維拔斷現(xiàn)象，因此當(dāng)基體強(qiáng)度增加時(shí)韌性指數(shù)不斷下降。</p><p>　　F3和F4型鋼纖維韌性指數(shù)均隨基體強(qiáng)度升高而增大。這兩種纖維均為剪切型，表面較粗糙。在鋼纖維和基體之間黏結(jié)力的各組分中，摩擦力起主導(dǎo)作用。摩擦力隨基體強(qiáng)度的升高而增大，且該黏結(jié)類型的拔出破壞是一個(gè)持續(xù)過(guò)程

22、，因此基體強(qiáng)度升高對(duì)摻有這兩種鋼纖維的混凝土韌性起積極作用。這兩種纖維的不同之處是F3型的兩端有彎鉤。由于端鉤的存在使得在基體強(qiáng)度不太高時(shí)(C30和C60)，F(xiàn)3型鋼纖維的增韌作用優(yōu)于F4型。當(dāng)基體強(qiáng)度很高時(shí)(C80)，由于纖維拔斷現(xiàn)象影響了F3型的增韌效果，F(xiàn)4型鋼纖維的增韌效果叉反過(guò)來(lái)超過(guò)了F3型鋼纖維。</p><p>　　3.3鋼纖維鋼筋混凝土單軸拉伸應(yīng)力——應(yīng)變曲線</p><p&g

23、t;　　典型的鋼纖維高強(qiáng)混凝土軸拉應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)€(為了便于比較，每組試件選出條典型曲線作為代表)，表述了軸拉曲線隨基體強(qiáng)度的變化規(guī)律；表述了軸拉曲線隨鋼纖維(F3型)摻量的變化規(guī)律。曲線由彈性階段、彈塑性階段和下降段(軟化段)組成。下降段存在拐點(diǎn)。</p><p>　　從上中可以看到，基體強(qiáng)度越高，軸拉應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)€下降得越快。另外，鋼纖維摻量的提高可以大大地改善曲線的豐滿程度。鋼纖維類型對(duì)軸拉應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)?/p>

24、線的形狀也有一定的影響。Fl型纖維的曲線是幾種鋼纖維中最豐滿的，并且在拉應(yīng)變?yōu)榇蠹s10000個(gè)微應(yīng)變時(shí)出現(xiàn)了第二峰值。該現(xiàn)象體現(xiàn)了Fl型纖維良好的增韌效果。當(dāng)基體強(qiáng)度較高時(shí)，由于纖維拔斷的出現(xiàn)使得F2和F3型鋼纖維試件的軸拉曲線下降端呈階梯狀。F4型纖維的曲線較為平滑，形狀與素混凝土曲線相似，但是更為飽滿。這是因?yàn)殚L(zhǎng)直形鋼纖維的拔出過(guò)程是相對(duì)連續(xù)和柔和的.</p><p><b>　　四、研究分析<

25、;/b></p><p>　　由4種鋼纖維混凝土的典型拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以看出：在軸拉條件下，1%摻量的鋼纖維遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到使混凝土材料實(shí)現(xiàn)應(yīng)變強(qiáng)化的地步，大部分試驗(yàn)曲線都在達(dá)到峰值后，出現(xiàn)荷載驟降段。但是，隨著變形的增加，有兩條曲線有明顯的第二峰值出現(xiàn)，而另外兩條則沒(méi)有，正是根據(jù)這種現(xiàn)象，可以將其分為增強(qiáng)和增韌兩大類鋼纖維混凝土，有第二峰值的為增韌類，無(wú)第二峰值的為增強(qiáng)類。</p><

26、p>　　曾經(jīng)有許多鋼纖維混凝土軸拉應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)€模型提出大多數(shù)為分段函數(shù)，以應(yīng)力峰值點(diǎn)為分界點(diǎn)。本文中，全曲線的上升段和下降段采用不同的函數(shù)表達(dá)式。</p><p>　　在公式（3）中 </p><p><b>　　4.1上升段的公式</b></p><p>　　上升段的數(shù)學(xué)模型

27、為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　這里： 和 為與基體和鋼纖維特性有關(guān)的參數(shù)。</p><p><b>　　邊界條件為：</b></p><p>　　1) X=0，Y=0；</p><p>　　2) X=0，dy／dx=E0 ／Ep；<

28、;/p><p>　　3)X=1，Y=1，dy／dx=0．</p><p>　　由邊界條件可得公式(5)可以簡(jiǎn)化為：</p><p><b>　　（5）</b></p><p>　　系數(shù) 可以通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸獲得</p><p><b>　　(6)</b></p>&

29、lt;p>　　式中： E0為圓點(diǎn)切線模量；EP 為峰值應(yīng)力點(diǎn)割線模量(第一峰值)。</p><p>　　因此公式(6)可以轉(zhuǎn)換為：</p><p><b>　　(7)</b></p><p><b>　　4.2下降段公式</b></p><p>　　下降段數(shù)學(xué)的模型為：</p>

30、<p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中：和 為與基體和鋼纖維特性有關(guān)的參數(shù)。</p><p>　　下降段表達(dá)式中系數(shù)值選取1.7。邊界條件x=l和y=1自然滿足。系數(shù)的取值通過(guò)最小二乘法回歸獲得：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　可見(jiàn)基

31、體強(qiáng)度和纖維參量對(duì)軸拉曲線下降段的下降速率的影響是相反的。</p><p>　　五、 理論曲線與試驗(yàn)結(jié)果的比較</p><p>　　鋼纖維高強(qiáng)混凝土軸拉應(yīng)力一應(yīng)變理論曲線和試驗(yàn)曲線的比較如圖l2所示(以試件F3—6010為例)?？梢?jiàn)，理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果符合較好。</p><p><b>　　六、實(shí)驗(yàn)結(jié)論</b></p><p

32、>　　(1)試驗(yàn)結(jié)果表明：鋼纖維高強(qiáng)混凝土劈拉強(qiáng)度略高于軸拉強(qiáng)度，兩者有較好的相關(guān)性，鋼纖維高強(qiáng)混凝土軸拉強(qiáng)度可取為劈拉強(qiáng)度的0.9倍。</p><p>　　(2)在摻入同種同量鋼纖維時(shí)，隨著基體強(qiáng)度的增加，鋼纖維高強(qiáng)混凝土與同配比素混凝土的初裂強(qiáng)度的比值基本不變；軸拉極限強(qiáng)度的比值有所變化，且該變化對(duì)不同的纖維類型有所不同，鋼纖維與基體黏結(jié)性能好，且破壞時(shí)不被拉斷，則增強(qiáng)效果好。</p>&

33、lt;p>　　(3)提高鋼纖維摻量對(duì)鋼纖維高強(qiáng)混凝土的抗拉強(qiáng)度特性的改善作用比對(duì)普通強(qiáng)度混凝土的改善作用明顯。</p><p>　　(4)鋼纖維高強(qiáng)混凝土的初裂應(yīng)變和峰值應(yīng)變要比素混凝土的增幅隨基體強(qiáng)度和纖維摻量的升高而增大。</p><p>　　(5)引入了軸拉韌性指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)鋼纖維高強(qiáng)混凝土的韌性，鋼纖維混凝土的軸拉韌性要大大優(yōu)于同配比的索混凝土，并且受基體強(qiáng)度和鋼纖維特性和<

34、;/p><p><b>　　摻量的影響。</b></p><p>　　(6)基體強(qiáng)度越高，鋼纖維高強(qiáng)混凝土的軸拉應(yīng)力應(yīng)變曲線在峰值過(guò)后下降得越快；纖維摻量的提高可以大大改善曲線的豐滿程度，鋼纖維類型對(duì)曲線形狀也有一定的影響。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)曲線的分析與回歸，給出了考慮上述影響因素的鋼纖維高強(qiáng)混凝土軸拉應(yīng)力應(yīng)變?nèi)€表達(dá)式。</p><p>　　(7)綜合

35、而言，四種鋼纖維中，F(xiàn)3型鋼纖維的增強(qiáng)效果最好，而Fl型鋼纖維的增韌效果最好。</p><p><b>　　外文翻譯原文</b></p><p>　　Concrete stress test</p><p>　　1 Test Introduction</p><p>　　The tensile properties of

36、 concrete can be enhanced substantially by incorporating high strength and small diameter short steel fibers．which leads to the steel fiber reinforced concrete(SFRC)．In conventional SFRC，the steel fiber content is usuall

37、y within the range of 0．2％—2％ by volume．At such a low 6her content．the tensile response of SFRC would assume a nonhardening type．which is characterized by the widening of a single crack，similar to an unreinforced concret

38、e ．The contribution of fibers is ap</p><p><b>　　Table</b></p><p>　　2．2 SpecimenThe tensile specimen was bonded to steel padding plates at both ends by tygoweld．A total of 1 1 0 spec

39、imens were divided into 22 groups according to certain parameters．The parameters of these specimens are shown in Table 3．2．3 Items At the age of 28 days．plain concrete and steel fiber concrete specimens were tested

40、for tensile strength，respectively .The tensile stress—strain curves were acquired．Many other tensile characters of the high strength steel fiber concrete such as ten</p><p>　　3 Results and Discussion3．1 Cra

41、ck stress and ultimate tensile strength The crack stress and ultimate tensile strength of different specimens are listed in Table 3．The addition of steel fibers into concrete increased its crack stress an d ultimate

42、tensile strength．And the ratios of these two parameters of SFRC to those of plain concreue (with the same mix proportion)are given in Table 3，too．3．1．1 Effect of matrix strength an(1 fiber type From table 3．It can b

43、e seen that the effects of s</p><p>　　It was defined as： (2) </p><p>　　where，fft is the ultimate tensile strength of SFRC； A，the area of the cross section of specimen．Both these two parameter

44、s were quoted to evaluate the toughness characters of SFRC under uniaxial tension．The tensile toughness modulus is a dimensionless factor．Compared to what the tensile work does．it can avoid the influence of the ultimate

45、tensile strength when studying the toughness of SFRC． It call be found from Table 5 that the altering regularities of these two factors along with the chan</p><p>　　The toughness modului of fibers F3 and

46、 F4 rise together with the matrix strength．Both the two kinds of fiber are snipped and their surfaces are coarse．Therefore．the friction is dominant in the proportions of bond stress．Because the friction between fiber and

47、 matrix increases along with the matrix strength，and the whole pulling out of these kinds of bond status is a continuous process，the rising of matrix strength plays a positive role in improving the toughness of SFRC cont

48、aining these two kinds</p><p>　　3．3 Stress-strain curves of SFRC under uniaxial tension</p><p>　　The typical stress--strain curves of SFRC under uniaxial tension are shown in Figs．4—11(one curve

49、 is chosen for each group of specimen to keep the graphs orderly)．Figs．4—8 express the variation of curves along with the increasing of the matrix strength，and Figs．9一l1 express the variation along with the change of the

50、 fiber content of fiber F3． The curve consists of elastic section．elastic—plastic section and falling section(softening section)．Points of contra flexure exit in the falling section o</p><p>　　It can be seen

51、 from these figures that the matrix strength is higher，the stress—strain curves fall down faster，and the rising of the fiber content can much improve the chubbiness of these curves．Moreover，the type of steel fiber has so

52、me effect on the shape of the stress—strain curve．The curves of fiber F1 are the plumpiest of them al1．The second peak was observed in the curves of fiber F1 at the strain of about 10 000 ue．This phenomenon expresses a g

53、ood toughening effect of fiber F1．The curves o</p><p>　　4 Analytical Investigation</p><p>　　Four kinds of typical steel fiber concrete tensile stress - strain curves can be seen: in axial tensio

54、n conditions, the 1% dosage of the steel fiber is far short of strain hardening of the concrete materials to the point where most of the experimental curves are in reach After the peak, there loads sag section. However,

55、as deformation increases, there are two curves have a clear second peak appeared, while the other two do not, it is the basis of this phenomenon can be divided into two major cat</p><p>　　Many tensile stress

56、—strain models have been brought forward一1、2、4、6、9、10， Most of their formats are sectiona1．taking the peak load as the divisional point．In this paper，the formula of the rising section and that of the fa11ing section are

57、different．</p><p>　　In the formulas：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　4．1 Formula of rising section</p><p>　　The digital model for the rising section is</p&g

58、t;<p><b>　?。?）</b></p><p>　　where， are parameters related to the characters of matrix an d steel fibers．</p><p>　　The boundary conditions are as following：</p><p>

59、;　　1) X=0，Y=0；</p><p>　　2) X=0，dy／dx=E0 ／Ep；</p><p>　　3)X=1，Y=1，dy／dx=0．</p><p>　　It can be drawn from the boundary'.</p><p>　　Formula(4)can be simplified as：</p

60、><p><b>　　(5)</b></p><p>　　And the value of can be calculated from experimental data as ：</p><p><b>　　(6)</b></p><p>　　where，Eo is the origin tan g

61、ent modulus；E p， secant modulus at peak load(the first peak) Thus，F(xiàn)ormula(5)Call be inverted as：</p><p><b>　　(7)</b></p><p>　　4．2 Formula of falling section</p><p>　　The

62、 digital model for the falling section is： </p><p><b>　　(8)</b></p><p>　　where， are parameters related to the characters of matrix an d steel fibers ．</p><p>　　The valu

63、e of is chosen as 1.7 in the formula of falling section 9、10． the boundary condition X= 1，y= 1 is satisfied inherently．In addition．the value of a could be regressed with the method of least squares as：</p><p&

64、gt;<b>　　(9)</b></p><p>　　it can be seen from the expression that the effects of the matrix strength and fiber content on the curve’s falling rate are opposite．</p><p>　　5. Comparison

65、 of Predictions and Experimental Results</p><p>　　The comparison of predictions and experimental results for stress—strain curves are shown in Fig．1 2 (take the curves of F3—6010 as an example)．The theoretic

66、al curve and the experimental ones fit wel1．</p><p>　　6. Conclusions</p><p>　　a)When the matrix strength increases，the ratios of crack stresses of SFRC (with the same type of fiber)to those of p

67、lain concrete ones with the saii3e mix proportion are invariable．These ratios of ultimate tensile strengths vary dissimilarly according to the type of steel fiber．Moreover，the increments ale bigger than those of crack st

68、ress and are influenced by fiber type．</p><p>　　b)As the fiber content increases．the crack stress and ultimate tensile strength of SFRC improve obviously and the effect of the fiber content on the characters

69、 of tensile strength of SFRC is positive an d consistent．</p><p>　　c)The crack strain or the strains at peak tensile load 0f SFRC are much bigger than these of plain concrete．In addition，the increments go up

70、 as the matrix strength or the fiber content increases．</p><p>　　d)A tensile toughness modulus was introduced to evaluate the toughness characters of SFRC under uniaxial tension．The tensile toughness of SFRC

71、 is much better than that of plain concrete．In addition．it is influenced by the matrix strength and characters of steel fiber．</p><p>　　e)The matrix strength is higher，the stress—strain curves fall down fast

72、er．Otherwise，the rising of the fiber content can much improve the chubbiness of these curves．Moreover．the type of steel fiber has some effect on the shape of the stress—strain curve．</p><p>　　f)The formula o