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纤维混凝土的力学性能试验研究及有限元分析

作　者: 吴文伟
导　师: 董雪花
学　校: 南京理工大学
专　业: 结构工程
关键词: 纤维混凝土增强作用断裂能量裂缝道路有限元
分类号: TU528.572
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文在分析普通混凝土性能上的不足以及纤维混凝土性能特点的基础上,主要是在低温下对钢纤维混凝土、聚丙烯腈纤维混凝土以及新型的纤维增强方式(钢—聚丙烯腈混合纤维混凝土)进行了一定的研究。本文围绕各种纤维混凝土的力学性能做了以下工作：1.根据纤维混凝土制备原理及组成材料的性能,制备了素混凝土、钢纤维混凝土、聚丙烯睛纤维混凝土、钢—聚丙烯睛纤维混凝土。2.用纤维增强机理分析了纤维的增强作用,通过研究各种混凝土破坏的影响因素,分析了其破坏机理。3.在低温下(0℃)进行了四种不同体积率的钢纤维混凝土、聚丙烯睛纤维混凝土、钢—聚丙烯睛纤维混凝土的抗压和抗弯力学性能对比试验,分析了各种纤维混凝土的特点,得出了各种纤维混凝土的力学性能参数。4.在常温下,研究了素混凝土和V=1.5%的混合纤维混凝土立方体的压缩循环加载试验。研究了循环荷载对两种材料的粘结影响,以及对最终的承载力的削弱。5.在试验所得的参数的基础上,采用有限元分析法,用层布式和全掺量两种方式将V=1.5%的混合纤维混凝土应用在道路路面工程上,在静态车载作用下与一般的素混凝土混凝土材料的路面进行各项力学性能的对比研究。试验结果及有限元分析表明,纤维混凝土具有优良的力学性能,获得的结论为纤维混凝土在工程中实际应用提供了参考。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-12
  1.1 引言  7
  1.2 钢纤维混凝土的研究现状  7-9
  1.3 其他类型的纤维混凝土的研究现状  9-10
  1.4 混合纤维混凝土的研究现状  10-11
  1.5 本文主要工作  11-12
2 纤维增强混凝土的机理  12-16
  2.1 复合材料理论  12-13
  2.2 纤维间距理论  13-14
  2.3 各类强度的统一计算公式  14-15
  2.4 本章小结  15-16
3 不同纤维混凝土抗压力学性能对比试验  16-32
  3.1 试验  16-17
    3.1.1 原材料  16
    3.1.2 试验内容和方法  16-17
  3.2 不同纤维对抗压强度影响分析(V=1.5%)  17-20
  3.3 不同体积率的混合纤维混凝土对抗压强度影响  20-23
  3.4 纤维混凝土对抗压强度影响综合分析  23-27
  3.5 常温下反复加载对裂纹扩展的影响  27-31
  3.6 本章小结  31-32
4 不同纤维混凝土抗弯力学性能对比试验  32-47
  4.1 试验内容与方法  32
  4.2 不同纤维对抗弯强度影响分析(V=1.5%)  32-36
  4.3 不同体积率的混合纤维混凝土对抗弯强度影响  36-40
  4.4 纤维对混凝土对抗弯强度影响综合分析  40-43
  4.5 各种纤维混凝土对断裂能量影响分析  43-46
  4.6 本章小结  46-47
5 混凝土路面有限元分析  47-59
  5.1 纤维混凝土路面有限元模型  47
  5.2 计算参数设定及实体模型建立  47-50
    5.2.1 混凝土的泊松比测定  47-50
  5.3 单元的选定及划分  50
  5.4 单元的约束  50-51
  5.5 加载情况  51
  5.6 结果分析  51-58
  5.7 本章小结  58-59
6 结论与展望  59-61
  6.1 结论  59
  6.2 展望  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-65
附录  65

纤维混凝土的力学性能试验研究及有限元分析

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