钢纤维混凝土断裂破坏机理及受拉损伤本构试验研究

摘要：

钢纤维混凝土断裂行为及受拉本构关系对其工程应用起到至关重要作用,目前尚无本构模型揭示基体开裂与纤维拔出所产生的能量耗散的演化规律.文章通过开展钢纤维混凝土带缺口梁三点弯试验,利用声发射技术监测试件断裂过程中不同微观开裂模式所对应的能量耗散的演化规律,结合损伤力学原理建立钢纤维混凝土的单轴受拉弹塑性损伤本构模型.试验研究3种基体混凝土配合比、4种钢纤维体积率(0、0.5％、1.0％和1.5％)共36个试件.根据试验结果,提出钢纤维混凝土断裂破坏的4个阶段及其临界状态判别标准,得到钢纤维混凝土断裂能、轴心抗拉强度与钢纤维体积率之间的关系.并提出基于声发射峰频分析判别受拉与剪切开裂模式的新方法.基于两类开裂模式的声发射能量监测结果,拟合得到基体混凝土开裂损伤因子、钢纤维桥接作用损伤因子的数学表达式,建立钢纤维混凝土单轴受拉弹塑性损伤本构模型.与RILEM和fib模型对比表明:文章模型计算的应力-应变曲线与RILEM模型较接近;在钢纤维体积率小于0.5％时,文章模型计算的应力-应变曲线在峰值后表现出软化行为,而在钢纤维体积率大于1.0％之后则表现出硬化行为;能够计算断裂全过程中的钢纤维桥接应力.

关键词：钢纤维混凝土、三点弯试验、声发射、断裂、弹塑性损伤本构

所属期刊栏目：54

分类号：TU317.1;TU528.58(建筑结构)

资助基金：国家自然科学基金51778284

在线出版日期：2021-03-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：93-106