端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯承载力试验

为改善普通钢筋混凝土梁自重大、易开裂、承载力低等缺点,在混凝土中常加入钢纤维,端钩型钢纤维,作为常见的一种高性能钢纤维得到广泛关注,中外学者针对端钩型钢纤维混凝土的基本力学性能开展了较多研究,而对端钩型钢纤维混凝土受弯构件的正截面受力性能有待深入研究。为研究端钩型钢纤维混凝土简支梁受弯性能,制作4根端钩型钢纤维混凝土梁及1根普通混凝土梁,对其进行受弯性能试验,根据试验得到的破坏形态、承载力、荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线,分析端钩型钢纤维体积掺量对试件受弯承载力及破坏形态的影响。结果表明:端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程类似,均经历了弹性、开裂、带裂缝工作、破坏4个阶段;端钩型钢纤维混凝土简支梁与一般混凝土简支梁受弯过程均基本符合“平截面假定”;端钩型钢纤维限制了裂缝的产生和发展,使得纤维混凝土梁变形能力增强;与一般混凝土梁相比,端钩型钢纤维混凝土梁抗裂性及极限承载力得到提高,且构件承载力与钢纤维体积掺量基本呈现正相关;基于试验数据,对现行规范中开裂弯矩及极限承载力计算公式进行优化,开裂弯矩方面考虑对截面抵抗矩塑性影响系数进行修正,极限承载力方面引入纤维混凝土正截面承载力影响系数ζ,经修正计算值可较好吻合试验值。

钢纤维混凝土弯曲韧性的试验研究及有限元模拟

为研究钢纤维混凝土的弯曲韧性,采用不同体积掺量的铣削型钢纤维制备钢纤维混凝土,通过试验研究了掺量对钢纤维混凝土梁式试件的荷载-挠度曲线、弯曲韧性指数和弯曲韧性比的影响,再采用有限元软件ABAQUS模拟分析了与试验同条件下的荷载-挠度曲线、裂缝扩展过程等。结果表明:大体积掺量的钢纤维混凝土在加载后期的增韧阻裂效果更好,钢纤维体积掺量为1.5%的弯曲韧性最好,同时结合荷载-挠度曲线和应力云图分析了钢纤维混凝土的破坏过程和破坏特征,为钢纤维混凝土应用于工程提供参考。

钢纤维混凝土的断裂损伤过程分析

为探究钢纤维的掺入在混凝土断裂中发挥的作用,通过应变片电测法和数字图像相关(DIC)法对楔入劈拉试件进行加载试验,分析了素混凝土和钢纤维混凝土两种材料的裂纹扩展行为。利用应变片电测法得到断裂损伤区内虚拟裂纹张开位移随荷载的变化和不同荷载时的张开位移分布的变化,绘制成曲线;由DIC法得到试件的应变场变化云图,并计算出张开位移,与应变片电测数据对比分析。结果表明:钢纤维能阻挡裂缝贯通发展,钢纤维试件在破坏过程中承载能力变化更为平缓;DIC法的运用在试件达到峰值荷载前是可靠的。另外,基于双K断裂准则计算了试件的最大承载力,与试验结果基本吻合;通过非线性断裂的裂纹黏聚模型及损伤因子计算法,结合试验数据,给出黏聚裂纹张开位移与损伤变量在断裂过程区的分布规律。

基于改进简化拉-压杆模型的钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算方法

在简化拉-压杆模型(Simplified softened strut-and-tie model,SSSTM)基础上,考虑轴压比对混凝土斜压杆倾角的影响,修正斜压杆倾角计算公式,并基于剪滞模型,考虑裂缝面纤维数量及纤维取向特性,建立裂缝面单位面积纤维拉应力计算公式,从而提出适用于钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力计算的改进简化拉-压杆模型(Modified simplified softened strut-and-tie model,MSSSTM).采用MSSSTM模型、SSSTM模型对36个钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力进行计算.结果表明:MSSSTM模型、SSSTM模型的试验值与计算值之比的平均值分别为1.01、1.05,变异系数分别为0.04、0.09;按照MSSSTM模型计算得到的钢纤维混凝土梁柱节点受剪承载力试验值与计算值吻合较好,离散性较小,且该模型亦能较合理地反映轴压比、混凝土强度等对节点受剪承载力的影响.

不同掺合料对喷射钢纤维混凝土性能的影响

依托某重点工程隧道穹顶支护用高性能喷射混凝土的性能要求,配制了C40喷射钢纤维混凝土,研究了掺合料的种类(粉煤灰、专用掺合料、抗裂剂)对喷射钢纤维混凝土工作性、力学性能和耐久性能的影响。结果表明:掺不同掺合料喷射钢纤维混凝土的坍落度均满足(180±20)mm的要求,表观密度稳定在2530 kg/m3左右,抗压强度均满足设计强度等级要求,耐久性能均较好;另外,与掺粉煤灰的喷射钢纤维混凝土相比,掺专用掺合料或抗裂剂的喷射钢纤维混凝土的保水性和黏聚性均较好,力学性能和耐久性能基本均较优,抗渗等级分别达到了P11和P10,28 d碳化深度均小于12.0 mm。

振动搅拌对钢纤维混凝土力学性能的影响分析

为提高钢纤维混凝土的匀质性,通过采用振动搅拌技术开展钢纤维混凝土力学性能对比试验,探讨搅拌方式、钢纤维体积率和基体强度对钢纤维混凝土力学性能的影响规律。结果表明:当钢纤维体积率小于1.0%时,振动搅拌对试件抗压强度、弹性模量和抗折强度的提升效率最高;振动搅拌对试件劈裂抗拉强度提升幅度随着钢纤维体积率增大而不断增高,且基体强度越高,提升效果越好。振动搅拌能改善混凝土界面过渡区结构并提高浆体黏聚力。振动搅拌可以提高钢纤维混凝土的均匀性,增强混合物之间的粘结力,有利于提高钢纤维混凝土的力学性能。

高温后钢纤维混凝土压-剪复合受力研究

为研究高温后钢纤维混凝土压剪复合受力下的力学性能,以压应力比和温度作为参数,对20组钢纤维混凝土分别开展直剪试验和压剪试验,对比分析不同试件的破坏形态,探究了温度和压应力比对剪切强度的影响,并基于3种理论建立了高温后钢纤维混凝土压剪复合应力状态下的破坏准则。结果表明压剪复合受力状态下,混凝土剪切强度主要由接触摩阻力贡献,钢纤维混凝土峰值剪切强度随压应力比增大而增大,随温度升高而降低;随着压应力增大,剪切面上摩阻系数降低,峰值剪切强度增长幅度降低。依据试验数据,对比基于不同理论所建立的高温后钢纤维混凝土压剪破坏准则,考虑精确度和适用性,基于应力不变理论建立的破坏准则效果最好。

侵彻爆炸作用下钢纤维混凝土结构的破坏模式

基于大口径发射平台进行了155 mm杀伤爆破榴弹毁伤钢纤维混凝土结构的试验,得到了打击不同位置时结构的破坏情况;结合LS-DYNA数值模拟,分析了不同打击位置和不同命中速度下钢纤维混凝土结构的毁伤效应,讨论了侵彻与爆炸联合作用下钢纤维混凝土结构的损伤过程和破坏模式。结果表明:钢纤维混凝土结构在155 mm榴弹作用下,配置钢筋的顶板和侧墙发生较轻的爆炸成坑破坏,无配筋的前墙发生严重的爆炸震塌破坏。SPG(smooth particle Galerkin method)-结构化ALE(arbitrary Lagrange-Euler)(S-ALE)流固耦合算法能够有效预测钢筋混凝土结构在侵彻和爆炸共同作用下的损伤发展过程和破坏模式。大口径弹体侵彻有限边界靶的加速度时程曲线特征为突增骤减单峰值形式,弹体速度呈现先快速降低后缓慢减小的特征;靶标在基于侵彻损伤的爆炸作用下,主要破坏模式为混凝土块大量崩塌和裂缝的生长,且随着侵彻速度的增加,爆炸造成的毁伤由局部破坏向结构整体破坏发展;混凝土破碎区内,垂直于弹体的钢筋在侵彻作用下达到屈服,板顶和板底的钢筋在爆炸后达到屈服。

不同制备工艺对钢纤维混凝土性能影响的试验研究

钢纤维混凝土可起到减少混凝土开裂、提高结构韧性等作用,已逐渐被应用于隧道衬砌支护。但制备工艺决定了钢纤维在混凝土基体中的分布,从而严重影响钢纤维混凝土性能,因此亟须开展针对钢纤维分布与制备工艺之间关系的研究。从实际工程出发,选用6种钢纤维混凝土制备工艺,浇筑了18根梁试件,开展钢纤维混凝土抗弯性能试验。试验结果表明,使用MT1制备工艺的端钩型钢纤维混凝土在破坏位置、钢纤维分布、钢纤维外露角度、外露长度、抗弯强度等方面均表现出良好性能。

基于均匀化预测含初始缺陷钢纤维混凝土弹性模量

为合理设计利用钢纤维混凝土,将掺钢纤维的混凝土看成由砂浆、骨料、界面、初始缺陷、钢纤维以及界面处较大的孔隙率组成的多相复合材料,采用分步均匀化的方法建立预测混凝土混合夹杂模型,将微分法、Mori-Tanaka方法以及Christensen的三相模型相结合求解混合夹杂模型,模型预测结果与试验结果吻合较好。分析结果表明:骨料性质对钢纤维混凝土弹性模量影响显著,钢纤维混凝土整体弹性模量随水灰比,界面过渡区厚度,孔洞体积分数的增加而降低,随骨料体积分数,骨料弹性模量以及界面的弹性模量的增加而增大。

BFRP筋回收轮胎钢纤维混凝土黏结性能分析

对玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)筋在回收轮胎钢纤维(RTSF)混凝土中的黏结性能进行了试验和分析研究.对不同RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度的试件进行了拉拔试验,研究其对黏结破坏模式、黏结滑移响应和黏结强度的影响,并提出了BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移理论模型.结果表明:BFRP筋RTSF混凝土黏结破坏类型包括拔出破坏、劈裂破坏以及拔出且劈裂破坏;BFRP筋直径对黏结破坏模式无显著影响,而RTSF体积掺量、BFRP筋直径和嵌入长度均对黏结强度有较大影响,且RTSF体积掺量与极限黏结强度呈正相关,BFRP筋直径和嵌入长度对其影响与之相反;当RTSF体积掺量从0增大至1.5%时,其极限黏结强度最大可提高约23.87%.与已有模型相比,所提出的黏结滑移理论模型对BFRP筋RTSF混凝土的黏结滑移曲线具有更高的拟合精度.

钢纤维混凝土抗压强度预测方法研究

通过机器学习算法建立钢纤维混凝土抗压强度预测模型。采用集成机器学习算法,通过集成多个弱学习器来构造一个强学习器,从而找到钢纤维混凝土设计参数和其抗压强度之间的映射关系。预测误差较小的弱学习器权重较大,可提高机器学习模型的整体精度。从现有文献中收集钢纤维混凝土抗压强度实验数据,用来训练集成机器学习模型,其中以钢纤维混凝土成分(例如粗/细集料、水泥、水、钢纤维掺量等)作为输入数据,以抗压强度值作为输出数据。模型验证测试数据集的结果表明,所采用的集成机器学习模型对预测钢纤维混凝土抗压强度的预测精度很高(MAPE=1.16%),并且高于传统的单一机器学习预测模型(MAPE=1.76%)。

钢纤维混凝土技术在道路桥梁施工中的应用分析

钢纤维混凝土技术是一种新型技术,也是道桥施工中常见的技术形式,其具有强度高、抗裂性好、适应性强等特点,可以在提升道桥工程使用性能的同时延长工程的使用寿命。现阶段,交通行业的发展促进了道路桥梁的建设与发展,随着道路桥梁工程建设项目的增多,关于该技术的研究也成为社会关注的重点。基于此,简要概述了钢纤维混凝土的基本原理及性能特征,并结合其施工要点进行具体分析,进一步探讨钢纤维混凝土技术在道桥施工中的有效应用,旨在提高道桥施工质量,提高道桥使用的安全性和稳定性。

钢纤维混凝土管片生产质量控制

以钢纤维混凝土管片生产质量控制为研究对象,探索管片生产质量控制方法,以提高管片的性能和可靠性。通过对现有质量控制方法的整理和分析,采用了结合实际经验和理论的综合控制策略,构建相应的质量控制体系。通过实验和数值模拟相结合的方式,研究不同工艺参数对钢纤维混凝土管片生产质量的影响规律,并根据研究结果提出了优化措施。该研究的意义在于为钢纤维混凝土管片的生产质量控制提供一种有效的方法和参考。

钢纤维混凝土性能试验及工程应用

为探索钢纤维混凝土力学性能及在桥梁伸缩缝施工中应用的技术要点,对各种类型的混凝土抗冲击性能、抗疲劳性能进行试验,并分析影响钢纤维混凝土力学性能的主要因素,进而探析桥梁伸缩缝钢纤维混凝土施工要点。研究结果表明,以功效系数法为优化目标得到的钢纤维混凝土在冲击荷载作用下脆性破坏性能改善程度最为明显,冲击耗能、延性比、韧性系数等也均有不同程度的提高,力学性能明显改善,可在同类桥梁工程中推广应用。

爆炸冲击荷载下钢纤维混凝土隧道衬砌力学性能研究

为了研究爆炸冲击荷载下钢纤维混凝土隧道衬砌力学性能,采用有限元与无限元相耦合的方法建立三维有限元数值计算模型,利用CONWEP方法实现爆炸加载,研究隧道运营期内爆冲击荷载下钢纤维混凝土衬砌的损伤演变和围岩条件的影响。结果表明:(1)爆炸冲击作用后钢纤维混凝土衬砌结构并不呈现大的主贯通裂缝,而呈现多条裂缝相互切割;(2)围岩条件对爆炸冲击荷载下钢纤维混凝土隧道衬砌力学性能有重要影响,围岩条件提高有助于隧道损伤程度和损伤范围的减小,但当围岩条件很好时隧道内侧损伤程度会增大。

装配式铠装传力钢纤维混凝土耐磨地面施工技术

深入探讨装配式铠装传力钢纤维混凝土耐磨地面的施工技术,重点关注施工方法的创新与优化。着眼于提升施工效率、增强地面的耐久性与耐磨性。通过对现有技术的深入分析与比较,揭示了装配式铠装传力技术在提高施工速度、降低成本、及优化耐磨性能方面的显著优势。还探讨了该技术在实际工程应用中的表现,特别是在延长地面使用寿命和维护成本效益方面的积极影响,为未来的工程实践提供了有价值的参考。

钢纤维混凝土技术在市政路桥工程中的应用

对钢纤维混凝土技术进行概述,解释其优势、组成和性能特点以及与传统混凝土的差异,重点探讨钢纤维混凝土技术在市政路桥建设中的应用,详述其施工工艺和注意事项。通过成本效益分析,比较了钢纤维混凝土与传统混凝土的施工成本和运营维护成本,为市政路桥施工技术中的钢纤维混凝土技术研究和应用提供参考和指导。

钢纤维混凝土施工技术在路桥施工中的应用

随着科学技术的发展,钢纤维混凝土已广泛应用于道路、桥梁建设中。本文介绍了钢纤维混凝土技术在桥梁建设和施工中的应用,包括桥梁铺装、桥梁交通防护施工、桥墩局部加固、道路建设等。钢纤维混凝土可以提高道路的承载能力和耐久性和桥梁结构,以减少桥梁裂缝的发生,也可延长路桥的使用寿命。钢纤维混凝土技术作为新型的优质水泥基复合材料,具有性 能优越,施工简便,价格低廉的优势,在实际路桥施工中得到广泛应用。 。

钢纤维混凝土制备及力学性能的影响因素研究

钢纤维混凝土是一种新型的复合材料,具有优异的力学性能和耐久性。文章对钢纤维混凝土的制备工艺及力学性能的影响因素进行了研究,并探讨了其在实际应用中的潜力。通过实验和分析,得出了一些重要结论。