基于雙K準則的多尺寸聚丙烯纖維混凝土斷裂韌性研究.pdf

1、混凝土脆性斷裂的特點，限制了其使用范圍。通過在混凝土中摻入聚丙烯纖維，纖維的阻裂、增韌及增強作用，顯著改善了混凝土的各項力學性能。且由于聚丙烯纖維價格低廉、耐腐蝕性能優(yōu)良等特點，使得聚丙烯纖維混凝土獲得了廣泛的應用。許多研究者將聚丙烯纖維與鋼纖維混摻于混凝土中，以獲得性能更好的混凝土。但考慮到鋼纖維價格貴、耐腐蝕性能差等弊端，而聚丙烯粗纖維單根承載能力強、力學性能與鋼纖維相仿等特點，本文通過將不同尺寸的粗細聚丙烯纖維混摻獲得多尺寸聚丙烯

2、纖維混凝土，利用室內試驗與理論分析相結合的研究方法，系統(tǒng)地研究了聚丙烯纖維混凝土的斷裂特性。本文的主要研究內容及成果如下：
　?、偻ㄟ^控制三種不同尺寸聚丙烯纖維的摻入情況，設計制作12組切口梁試件，并對這12組試件進行三點彎曲試驗，獲得各組試件的荷載—位移曲線、荷載—裂縫開口位移曲線。從試驗現(xiàn)象及試驗結果可以看出，纖維的摻入改善了混凝土的脆性斷裂，使得混凝土在裂縫擴展到一定寬度時還具有承載能力；
　?、诨陔p K斷裂準則，根

3、據(jù)試驗結果研究了聚丙烯纖維混凝土的起裂韌度ciniIK及失穩(wěn)韌度 ucnIK，結果表明，聚丙烯纖維的摻入對混凝土起裂韌度的影響很小，對失穩(wěn)韌度的影響顯著。這說明聚丙烯纖維在混凝土裂縫產生后作用效果顯著，纖維在裂縫處的橋接作用限制裂縫的發(fā)展并延長裂縫的擴展路徑，使得混凝土的失穩(wěn)韌度大幅度提高，在總摻量相同的前提條件下，不同尺寸纖維的混摻能獲得更好的效果；
　?、劬郾├w維對混凝土的增強增韌本質在于纖維在裂縫處的橋接作用。而橋接應力與

4、單根纖維的拉拔力學特性及纖維在混凝土基體內的分布有關，將單根纖維的拉拔荷載—位移曲線簡化為線性上升段和線性下降段，并將拉拔曲線的峰值荷載視為纖維埋置角度及埋置長度的函數(shù)，并結合纖維在混凝土基體內的分布函數(shù)，得到了纖維的橋接應力模型；
　?、芾w維在裂縫處的橋接應力可使支護結構帶裂縫工作，提高結構的變形能力，傳統(tǒng)的材料力學理論假設的應力分布與纖維混凝土開裂后的應力分布差別較大，通過斷裂力學的分析，獲得支護纖維混凝土結構帶裂縫斷面的應力