超高性能混凝土-螺旋钢纤维拉拔力的解析解及实验验证

为了研究螺旋钢纤维增强超高性能混凝土(UHPC)的破坏力学机理,开展不同埋长的纤维单根拉拔实验,得到拉拔力-位移全过程曲线,采用微观X光断层扫描(XCT)对拉拔前、后的基体变形进行观测.实验结果显示,矩形截面螺旋钢纤维拉拔过程分为近似线性脱黏段、塑性解螺旋段和骤降段,可以简化为三折线;XCT图像显示拉拔前、后UHPC基体通道未见明显破坏,揭示了螺旋钢纤维单根拉拔过程的"解螺旋"塑性变形机理;只要纤维埋长大于有效解螺旋长度,则解螺旋段的拉拔力与埋长无关.基于以上实验现象和塑性力学理论,推导了矩形截面钢纤维解螺旋拉拔力的简化解析解公式,与实验结果吻合良好.