鋼纖維混凝土力學(xué)性能和抗侵徹機(jī)理研究.pdf

1、鋼纖維混凝土(Steel Fiber Reinforce Concrete簡(jiǎn)稱(chēng)SFRC)是由細(xì)骨料、粗骨料、水泥以及亂向分布的鋼纖維組成的一種多相非均質(zhì)復(fù)合材料。由于鋼纖維的阻裂、增強(qiáng)效應(yīng),使得鋼纖維混凝土具有非常優(yōu)越的力學(xué)性能和抗侵徹性能,從而在防護(hù)工程中得到了日益廣泛的應(yīng)用。本文采用實(shí)驗(yàn)、理論分析和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法對(duì)鋼纖維混凝土的力學(xué)性能和抗侵徹機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　本文首先介紹了鋼纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)機(jī)理。根據(jù)鋼纖維混凝土

2、實(shí)驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的基本特性,從微裂紋、微孔隙的生成和發(fā)展的角度出發(fā),將混凝土的損傷演化過(guò)程分為預(yù)存微裂紋階段、微裂紋的起裂階段、微裂紋的穩(wěn)定擴(kuò)展階段和不穩(wěn)定擴(kuò)展階段,針對(duì)不同的階段分析了鋼纖維對(duì)混凝土的增強(qiáng)原理。并從復(fù)合材料力學(xué)、斷裂力學(xué)、界面力學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā),闡述了鋼纖維混凝土的增強(qiáng)、增韌機(jī)理。
　　接著我們對(duì)鋼纖維混凝土開(kāi)展了動(dòng)靜態(tài)力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明鋼纖維混凝土是一種應(yīng)變率敏感材料,具有明顯的應(yīng)變率增強(qiáng)和纖維增強(qiáng)增韌效應(yīng)。在

3、實(shí)驗(yàn)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)的基礎(chǔ)上,分析了鋼纖維含量和應(yīng)變率對(duì)材料強(qiáng)度及材料力學(xué)行為的影響,并提出了一種包含材料纖維增強(qiáng)效應(yīng)和應(yīng)變率增強(qiáng)效應(yīng)在內(nèi)的含損傷本構(gòu)關(guān)系。
　　侵徹實(shí)驗(yàn)是研究材料抗侵徹性能最基本的手段之一。本文利用口徑為37mm的滑膛炮對(duì)鋼纖維體積含量為0.0％、3.0%、6.0%的鋼纖維混凝土靶板開(kāi)展了侵徹實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得了侵徹彈的剩余速度,觀察到不同鋼纖維含量靶板的破壞形態(tài)。侵徹實(shí)驗(yàn)表明鋼纖維混凝土具有很好的抗侵徹性能,其抗侵徹能