自密实混凝土中钢纤维分布和取向的数值模拟方法

钢纤维自密实混凝土结合了钢纤维混凝土与自密实混凝土两者的优点,被认为拥有非常好的工程应用前景。由于钢纤维自密实混凝土具有良好的流动性和免振捣等特点,其浇筑过程将直接决定钢纤维的最终分布和取向状态,这必然会影响钢纤维混凝土构件的力学性能。通过对钢纤维进行一定的简化处理,应用计算流体力学软件ANSYS CFX结合MATLAB自编程序提出了一种新的模拟钢纤维自密实混凝土浇筑过程的方法。利用该方法对一根钢纤维自密实混凝土梁的浇筑过程进行模拟,统计了钢纤维的最终分布状态,通过对比试验结果和计算结果,验证了数值模拟方法的有效性。并运用该数值模拟方法总结钢纤维分布和取向规律,对试验研究以及工程应用有一定的指导意义。

钢纤维混凝土的力学性能和结构尺寸效应的研究

首先论述钢纤维混凝土在通用的纤维体积含量(0.3%~1.0%)情况下的力学性能,较为重点得对混凝土掺入钢纤维后的所提高的抗拉强度和韧性进行机理地解析,并从中考虑了钢纤维的取向对混凝土力学性能的影响以及纤维取向度与构件的厚度大小的关系。最后根据混凝土断裂力学模型-离散的微裂缝的承载行为推算出结构的尺寸效应钢纤维混凝土构件的抗弯强度和它的尺寸厚度的关系。另外,通过对模型的计算值与现有文献的试验值的比较,评定出计算模型对预测钢纤维混凝土的抗弯强度以及结构尺寸效应的适用性。