基于雙K模型的纖維混凝土I型斷裂特性研究.pdf

1、雖然水泥混凝土路面具有使用壽命長、強(qiáng)度高、剛度大等優(yōu)點(diǎn)，但由于其脆性易斷裂的缺點(diǎn)，限制了水泥混凝土在高等級路面中的廣泛應(yīng)用，而聚丙烯纖維的加入改善了水泥混凝土路面的斷裂性能，使得水泥混凝土的強(qiáng)度和韌性都有所提高?？墒?，盡管聚丙烯纖維混凝土已經(jīng)出現(xiàn)近40年，學(xué)者們多集中在材料的抗壓、抗折、抗凍、抗沖擊等基本性能上，對其斷裂性能卻研究較少，因此，針對路面中最易出現(xiàn)的I型斷裂行為本文對纖維混凝土進(jìn)行了以下研究：
　　首先，利用數(shù)字散斑技

2、術(shù)觀測到了試驗(yàn)過程中纖維混凝土三點(diǎn)彎曲切口梁試件的水平位移場和水平應(yīng)變場。通過對位移場和應(yīng)變場的比較分析，發(fā)現(xiàn)纖維加入后可以提高混凝土的斷裂性能；
　　其次，基于雙 K模型對素混凝土和纖維混凝土進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)混凝土的起裂韌度與纖維摻量無關(guān)，而混凝土的失穩(wěn)韌度受纖維摻量影響較大，隨纖維摻量的增大而提高。此外，計(jì)算得到的斷裂能也隨著纖維摻量的增多而增大，其中，當(dāng)纖維體積摻量達(dá)到3.2％時(shí)計(jì)算得到的斷裂能達(dá)到了素混凝土斷裂能的30余倍

3、。同時(shí)還能發(fā)現(xiàn)，隨著纖維參量的提高，纖維混凝土三點(diǎn)彎曲切口梁試驗(yàn)在開裂時(shí)體現(xiàn)出明顯的塑性斷裂行為；
　　最后，還利用ABAQUS大型有限元程序作為計(jì)算模擬平臺(tái)，使用了混凝土斷裂力學(xué)中內(nèi)聚力模型模擬纖維混凝土三點(diǎn)彎曲切口梁試驗(yàn)，并將試驗(yàn)中確定的纖維混凝土斷裂能作為軟化曲線的控制指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。通過將模擬得到的荷載-裂縫張開角位移曲線同實(shí)測結(jié)果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)有限元模型能夠較為準(zhǔn)確地預(yù)測材料的荷載峰值及其對應(yīng)的裂縫張開角位移大小，但由于纖