基于断裂力学能量理论的柔性纤维混凝土阻裂机理全过程分析

为揭示柔性纤维混凝土的全过程阻裂机理,运用断裂力学能量理论,从裂纹孕育、发生、发展、临界、恶化、破坏等整个发展阶段,构建柔性纤维混凝土的全过程阻裂增强机理模型。研究表明:出现裂纹时,外力做功转化为混凝土应变能、裂纹表面能、裂纹端部塑性应变能;裂纹穿过纤维瞬间出现局部黏结破坏,脱黏部分纤维的变形能增大;裂纹穿过柔性纤维后,部分外力做功转化为脱黏功和纤维弹塑性应变能;若柔性纤维被拔断,将消耗纤维拔断能。柔性纤维对混凝土的阻裂作用,其本质是能量传递的过程。断裂力学能量理论可以揭示柔性纤维强大的耗能阻裂作用。

纤维水泥砂浆的阻裂机理

主要研究墙体抹面水泥砂浆因温差变化发生微观和宏观裂缝 ,甚至扩展的多发病 ,进而阐述抹面纤维水泥砂浆阻止温差裂缝的机理 ,并说明某种规格 ,而且具有一定量纤维的纤维水泥砂浆是可以减少 ,阻止或消除温差变化引发的裂缝。这是很有经济。

纤维增强机理及阻裂机理分析综述

研究层布式钢纤维混凝土的增强增韧机理,是提高钢纤维对混凝土增强增韧和阻裂效应,从本质上改善其物理、力学和变形性能,并造就材料新性能的理论基础;也是进行层布式钢纤维混凝土性能设计的依据。只有把握机理研究,才能建立性能设计和科学方法,并达到充分发挥纤维与混凝土基体复合效应的目的。本章主要对纤维增强增韧混凝土的机理进行分析。

高弹性应力吸收带疲劳试验及阻裂机理研究

接缝处设置应力吸收带是旧水泥砼路面“白改黑”工程延缓裂缝反射的重要措施。文中通过室内疲劳开裂模拟试验对比普通灌缝、高分子抗裂贴、高弹性应力吸收带3种防裂缝方案的抗裂性能,并建立三维动态有限元模型分析室内模型结构的动态响应及阻裂机理。结果表明,高弹性应力吸收带的平均阻裂率为98.1%,抗裂效果优于其他方案;垂直于行车方向的沥青混合料层层底中截面横向最大主应力呈马鞍形分布,且峰值随着抗裂措施的不同而显著降低;抗裂贴以加筋作用为主,适用于抵抗张拉型反射裂缝;高弹性应力吸收带对剪切型及张拉型反射裂缝的抗裂效果显著。

钢纤维混凝土的阻裂机理分析及应用

本文提出了影响钢纤维混凝土各种力学行为的三个因素，对其阻裂机理进行了分析，并结合工程实践介绍了钢纤维细石混凝土刚性屋面的设计及施工方法。

柔性纤维对水泥稳定粒料基层的阻裂增韧机理分析

利用断裂力学原理,分析了柔性纤维水泥稳定粒料基层中纤维的阻裂增韧机理,并进行了相关试验研究.表明柔性纤维水泥稳定粒料半刚性基层材料是一种具有优良抗裂、抗疲劳、抗收缩、抗冲击性能且韧性好的新型半刚性基层材料.该基层材料的应用将有效解决现行路面半刚性基层的早期开裂问题,大幅度延长路面结构的使用寿命,具有显著的经济价值和重要的社会意义.

单块石粒径对自密实混凝土断裂性能的影响研究

块石是堆石混凝土的重要组成成分,其粒径对自密实混凝土的断裂破坏具有显著影响。为研究块石粒径对自密实混凝土断裂性能的影响,对预埋不同粒径(20、25、30和35 mm)单块石的自密实混凝土进行了断裂韧性试验,并结合声发射(Acoustic Emission,AE)和数字图像相关技术(Digital Image Correlation,DIC)对试件断裂破坏过程进行动态监测,对比分析了块石粒径对自密实混凝土断裂性能的影响。研究结果表明:随块石粒径的增大,自密实混凝土起裂韧度呈现出先增大后减小的趋势,失稳韧度呈现出逐渐增大的趋势,与无块石试件相比,当块石粒径为30 mm时,起裂韧度、失稳韧度分别增大了10.8%、12.5%,块石阻裂效果明显;随块石粒径的增大,试件破坏产生的AE信号逐渐增多,峰值荷载处产生的AE振铃计数分别为无块石试件的39%、47%、63%、68%,峰后累计AE振铃计数分别为无块石试件的130%、140%、148%、164%;DIC结果显示,随块石粒径的增大,DIC测试区内最大水平位移逐渐增大,当块石粒径为35 mm时,最大水平位移为无块石试件的4倍;断裂过程区(Fracture Process Zone,FPZ)最大水平应变随块石粒径增大而逐渐增大。研究结果揭示了堆石混凝土中块石粒径对自密实混凝土裂缝扩展的影响机理,证明了堆石对自密实混凝土中裂缝发展的抑制作用。

高性能阻裂抗渗外加剂的研究

以生明矾、硫铝酸盐水泥熟料、天然二水石膏作为膨胀组分,粉煤灰作为增密组分,有机组分YJ作为有机减水憎水阻孔组分,进行优化复合,成功地研制了高性能阻裂抗渗外加剂。同时进行了水泥砂浆和混凝土性能实验,分析了膨胀组分、增密组分和有机减水阻孔组分对材料阻裂抗渗性能的影响,并探明了该外加剂的抗渗阻裂机理。

钢筋钢纤维混凝土受弯构件裂缝宽度计算方法

根据２８根钢筋钢纤维混凝土梁加载全过程试验，对钢纤维的阻裂机理 进行了分析，并得出工常使用条件下钢筋钢纤维混凝土受弯构件最大裂缝 宽度的计算方法．该方法可用于结构设计．

纤维增强自密实轻骨料混凝土早期抗裂性能试验

通过应力诱导平板开裂试验,研究不同掺量剑麻纤维、耐碱玻璃纤维及两者1∶1混杂纤维增强自密实轻骨料混凝土早期抗裂性能.结果表明:3种掺入方式均能有效抑制自密实轻骨料混凝土裂缝的产生与扩展,随着纤维掺量的增加,早期抗裂性能逐渐提升,当掺量达到2.0kg/m3时,可视裂缝基本消失.混杂纤维协同工作产生的阻裂效果优于单掺情况,综合考虑自密实轻骨料混凝土的力学、工作性能和早期抗裂性能,得出混杂纤维的适宜掺量为1.0kg/m3.

断裂力学在道路工程中的应用

道路修好后,在正常运营的情况下,运营时间往往低于设计年限就会发生破坏,造成这种现象的原因是实际施工和理论假设存在一定的差别;由于混凝土天生就会有很多缺陷,这些细小的微裂纹混泥土体中非常常见,为阻止这些细小裂纹在拉应力的作用下发生扩展,纤维混土路面是最近路面发展的一个新的方向,因其能有效的阻止微裂缝在拉应力状态下阻裂,从而提高普通水泥混凝土的力学性能,而且还能提高路面的耐久性。无论是普通混凝土路面的破坏机理还是纤维混凝土路面的阻裂机理,都很难用传统的固体力学的思路去解释,但断裂力学有别于传统的固体力学,能够科学的解释以上的问题。

生态合成纤维抑制混凝土开裂性能的研究与应用

就生态合成纤维对混凝土的抗裂性能提高作用进行了研究,并从各个角度对生态合成纤维提高混凝土的阻裂机理进行了分析。研究结果显示生态合成纤维在提高水泥基材料抗裂性能方面的作用显著.并具有广阔的应用前景。

浅谈纤维增强水泥基复合材料

纤维增强水泥基复合材料作为新型工程材料已在土木工程多领域中得到广泛地应用。对纤维增强水泥基复合材料的类型、阻裂机理、评价方法和工程应用等各方面加以介绍,探讨纤维增强水泥基制品工业今后的发展方向,为不同类型的纤维增强水泥基复合材料产品在实际工程中的设计和应用提供参考。

PP纤维水稳碎石抗弯韧性及疲劳性能试验研究

通过四点弯曲试验和疲劳试验，对聚丙烯（PP）纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石半刚性基层材料的弯曲韧性及疲劳性能进行了研究。试验得到两种材料的荷载-挠度曲线，按照JCI和ASTMC1018-97标准方法，计算得到两种材料的韧性指数；试验还得到材料在不同应力水平下的疲劳寿命，并回归出疲劳方程。研究结果表明，与普通水泥稳定碎石相比，体积掺量仅为0．077％的PP纤维水泥稳定碎石的抗折强度提高约10％，极限变形提高150％，JCI韧性指数提高67．7％，ASTMC1018-97韧性指数提高36．1％～79．8％，疲劳寿命提高126％～352％，增强效果十分显著。同时，基于断裂力学原理，揭示了纤维的阻裂增韧和抗疲劳机理。

浅析钢纤维对框架节点抗震性能的改善

文章运用《断裂力学》中叠加原理和能量消耗原理分析了钢纤维对混凝土基体的阻裂增韧机理,从微观上阐明钢纤维对混凝土韧性性能的改善。基于钢纤维混凝土框架节点试验研究现状,叙述钢纤维混凝土节点经典受力破坏过程,分析了节点裂缝扩展、极限抗剪能力、延性以及耗散地震能的性能,从宏观上阐明钢纤维对混凝土抗震性能的改善。最后,综合上述分析,提出了钢纤维混凝土框架节点抗震设计的一些建议。

混杂纤维增强内养生水泥混凝土力学、收缩及断裂性能研究

为明确玄武岩-聚丙烯混杂纤维与超吸水性聚合物(super-absorbent polymer,SAP)内养生剂对水泥混凝土性能的协同增强效果,借助抗压强度试验、弯曲试验、干燥收缩试验及平板塑性开裂试验,研究了混杂纤维掺量对SAP内养生水泥混凝土力学性能、断裂性能及收缩、抗裂性能的影响规律。基于扫描电镜试验,揭示了混杂纤维和SAP对水泥混凝土的增韧阻裂机理。结果表明:混杂纤维的掺入可有效提升水泥混凝土抗压强度和抗弯拉强度;混杂纤维-SAP改性水泥混凝土的断裂能相比SAP改性混凝土提高了105.95%,单位面积总开裂面积降低了73.7%;混合纤维与SAP的加入显著降低了水泥混凝土的收缩率,同时减少了混凝土收缩稳定所需时间;SAP所释放的内养生水分有效促进了胶凝材料的水化反应,而同时混杂纤维可对基体起到增韧作用,二者的有效结合对于增强水泥混凝土的力学性能和抗裂性能具有积极意义。