基于NSGA-Ⅱ与熵权TOPSIS法的混杂纤维再生混凝土配合比多目标优化

制备以钢纤维(SF)、塑钢纤维(MPPF)为骨料的高性能道面混杂纤维再生混凝土(HFRAC),研究改善再生混凝土(RAC)强度及耐磨性能,采用响应面法(RSM)中Box-Behnken试验设计方法,以SF体积掺量、MPPF体积掺量和砂率为因素,以HFRAC抗折强度、抗压强度和磨损量为评价指标,建立各评价指标的预测模型,分析各因素对评价指标的影响,并构建基于NSGA-Ⅱ耦合熵权TOPSIS法的HFRAC配合比优选模型,确定综合性能最优时的配合比方案。结果表明:在试验范围内各评价指标的响应面模型拟合效果良好,预测精度高;各评价指标不仅受单因素影响,而且受因素间交互作用影响,SF体积掺量与MPPF体积掺量交互作用对抗折强度、抗压强度影响极显著,对磨损量影响显著,MPPF体积掺量与砂率交互作用对抗折强度影响显著;当SF体积掺量为1.39%、MPPF体积掺量为0.97%、砂率为36.10%时,HFRAC综合性能最优。该方法能够实现HFRAC性能的综合改善,可为HFRAC在道路工程中的推广应用提供一定理论依据和技术支撑。

钢-塑钢混杂纤维再生混凝土单轴压缩动态力学性能试验

为探究钢-塑钢混杂纤维再生混凝土的压缩动态力学性能,设计了A、B和C 3个系列混杂纤维再生混凝土包含3种再生粗骨料取代率和5种体积分数1.5vol%的钢纤维和塑钢混掺纤维组合,采用了4种加载应变率。试验表明:随应变率增加,混杂纤维再生混凝土峰值应力、弹性模量和压缩韧性增大,峰值应变减小。相较于基准组,在相同应变率下3个系列中的含纤维组峰值应力最大增幅分别为23%、16%和16%;峰值应变最大增幅分别为19%、12%和13%;弹性模量最大增幅分别为15%、14%和35%;压缩韧性最大增幅分别为46%、32%和37%。在试验应变率范围内,再生粗骨料显著提高峰值应力、弹性模量和压缩韧性的应变率敏感性,对峰值应变的应变率敏感性并无明显影响;掺入纤维降低混凝土峰值应变和弹性模量的应变率敏感性,提高普通混凝土峰值应力和压缩韧性的应变率敏感性,降低再生混凝土峰值应力和压缩韧性的应变率敏感性。提出的动态损伤本构模型考虑了纤维增强系数、再生粗骨料取代率和应变率,计算结果与试验结果吻合较好。