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高强钢纤维混凝土拉伸强度实验研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 混凝土及高强度混凝土材料概述

1.2 纤维混凝土的应用

1.2.1.碳纤维纤维混凝土

1.2.2.玄武岩纤维混凝土

1.2.3.聚合物纤维混凝土

1.2.4.钢纤维混凝土

1.3 混凝土动态强度研究进展

1.4 混凝土动态强度的最新的成果

1.5 本文主要工作

第2章 混凝土材料动态强度理论

2.1 混凝土静态强度理论概述

2.1.1.三参数混凝土强度准则模型

2.1.2.四参数混凝土强度准则模型

2.1.3.五参数混凝土强度准则

2.2 混凝土动态增强因子

2.2.1.DIF的概念介绍

2.2.2.CEB模型

2.2.3.线性模型

2.3 混凝土率相关强度准则

2.3.1.应变率相关的Ottosen模型

2.3.2.应变率相关的William-Warnke模型

2.4 本章小结

第3章 高强混凝土材料准静态强度实验研究

3.1 引言

3.2 高强混凝土试样的制备技术

3.2.1.混凝土制作原材料

3.2.2.配合比设计

3.2.3.钢纤维体积掺量

3.2.4.钢纤维混凝土试件的制备

3.3 立方体准静态压缩实验

3.3.1.实验方法、设备

3.3.2.钢纤维掺量对强度影响

3.4 巴西圆盘准静态劈拉实验

3.4.1.实验方法、设备

3.4.2.钢纤维掺量对强度影响

3.5 圆球试样准静态劈拉实验

3.5.1.实验原理、过程

3.5.2.钢纤维掺量对试验结果的影响

3.6 本章小结

第4章 高强混凝土材料率相关拉伸强度实验研究

4.1 SHPB实验装置简介

4.1.1.SHPB简介

4.1.2.SHPB实验技术

4.1.3.实验装置

4.2 巴西圆盘动态劈拉实验

4.2.1.实验原理

4.2.2.实验数据

4.3 圆球试样动态劈拉实验

4.3.1.实验原理

4.3.2.实验数据及分析

4.4 应变率对混凝土材料强度的影响分析

4.4.1.和静态结果对比分析

4.4.2.钢纤维对混凝土材料强度的影响分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

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摘要

钢纤维混凝土是一种性能优良且应用广泛的复合材料,其动态力学性质的研究对于充分利用材料的强度,降低工程造价和提高设计水平具有重要的意义。但是,目前广泛使用的混凝土强度准则只适用于准静态荷载作用的条件下,没有考虑应变率对混凝土强度的影响。尤其是抗拉强度作为混凝土的一个重要力学性质,人们对其在多轴动态荷载下的研究较少。
  本文首先对钢纤维混凝土的静态力学性能和静态强度准则进行了综述,其次介绍了混凝土的动态试验研究进展和成果。针对高应变率下的混凝土强度准则,本文根据混凝土的经典静态强度准则提出了一种修正模型。其中以Ottosen准则和Willam-Warnke准则为例分别推导出了其在高应变率下的利用动态增强因子DIF修正的强度准则。
  最后,利用巴西圆盘试样实现了不同钢纤维掺量的混凝土准静态和动态二轴拉-压试验,并推导出巴西圆盘劈拉强度与八面体应力的关系。利用球型试样实现了不同钢纤维掺量的混凝土准静态和动态三轴压-拉-拉试验,并且根据实验结果讨论了钢纤维和应变率对混凝土劈拉强度的影响。

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