纤维混凝土断裂性能试验研究与数值模拟

摘要：

为研究纤维对水泥混凝土断裂性能的影响,选用几种不同类型、不同规格的纤维,在各种纤维的常规掺量下,对带切口的单掺或混掺纤维混凝土试件进行了三点弯曲试验,并与素混凝土试件进行了对比.试验得到素混凝土、单掺PVA纤维混凝土、单掺普通钢纤维混凝土、单掺超细钢纤维混凝土及三元混杂纤维混凝土共5组试件的荷载-张口位移曲线,理论计算得到各组试件的断裂能、断裂韧度及临界张口位移等断裂特征参数.利用Abaqus软件基于扩展有限单元法模拟了各组试件三点弯曲加载时的开裂行为,追踪了裂纹的扩展情况.试验及数值模拟结果表明:在常规纤维掺量下,不同类型的纤维混凝土表现出的断裂韧性差异显著;相对于素混凝土和PVA纤维混凝土,钢纤维和三元混杂纤维混凝土的荷载-变形曲线更加饱满,部分试件的曲线在达到峰值荷载进入下降段后甚至会再次上升并出现二次峰值现象,表现出良好的断裂韧性;扩展有限元法也能较好地模拟纤维混凝土的开裂行为,且由数值模拟得到的各组混凝土试件的加载曲线、破坏形态及断裂参数与试验情况都能吻合较好;扩展有限元法可以时刻追踪裂纹扩展情况,从而确定裂纹长度随加载时间和加载点位移的变化关系,合理地预测裂纹潜在的扩展途径.

关键词：道路工程、断裂性能、扩展有限元法、纤维混凝土、三点弯曲试验

所属期刊栏目：36

分类号：U416.216;TU528.58(道路工程)

资助基金：重庆市科技人才培养计划项目cstc2013kjrc-qnrc30002;重庆市科委应用开发计划项目cstc2013yykfA30002;重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室开放基金项目LHSYS-2014-003

在线出版日期：2020-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：37-46