碳纤维、钢纤维混凝土低周抗压疲劳特性的试验研究_1

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果碳纤维、钢纤维混凝土低周抗压疲劳特性的试验研究摘要：本文研究了素混凝土、碳纤维混凝土和钢纤维混凝土在轴压疲劳荷载下的破坏机理，试验研究了碳纤维、不同品种钢纤维、纤维掺量、加载应力水平对于疲劳寿命及能量吸收的影响规律，探讨了疲劳累积损伤特性。研究表明：在较低的应力水平下纤维混凝土的疲劳寿命、能量吸收值均比高应力水平时明显增大。关键词：碳纤维钢纤维混凝土疲劳损伤　　近几年来，

2、纤维混凝土已广泛应用于对抗疲劳、抗震和抗冲击等有较高要求的土木工程领域，这些工程在其服役期内通常承受随机或周期性反复荷载的作用，因此，研究纤维混凝土在不同加载应力水平下的疲劳寿命、能量吸收和疲劳累积损伤特性是极其重要的，它是建立纤维混凝土疲劳累积损伤理论和正确估算结构剩余疲劳寿命等工作的基础。过去关于素混凝土及钢纤维混凝土疲劳特性的研究较多[1～]课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价

3、值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果，但关于碳纤维混凝土疲劳特性的研究未见报道。本文对碳纤维和钢纤维增强混凝土的疲劳特性作了对比试验，重点研究了碳纤维掺量、加载应力水平对疲劳寿命、能量吸收值及疲劳累积损伤变量的影响规律。研究表明：钢纤维和碳纤维混凝土均具有良好的抗疲劳特性，钢纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土的.～13.倍，能量吸收是素混凝土.～14.倍，碳纤维混凝土的疲劳寿命是素混凝土.1～.倍，能量吸收是素混凝土～.倍；与高应力水平相比，纤维混凝土在较

4、低应力水平下的疲劳寿命、能量吸收均有明显增大的趋势。1试验过程表1纤维混凝土力学性能试件编号纤维体积率(%)轴心抗压强度/MPa弹性模量/GPaC0.CF1CF课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果1.CF2.SE0.SK11.SK1.2.SK.03.课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结

5、果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果试件试验所用材料及混凝土配合比见文献[5]。棱柱体试件尺寸为100mm×100mm×300mm，各类试件个数均为个，纤维混凝土力学性能列于表1，表中C代表素混凝土，CF1～CF代表碳纤维混凝土，SE代表E型钢纤维混凝土，SK1～SK代表K型钢纤维混凝土。1.静载试验在作疲劳试验前先作了静载抗压试验，以确定试件

6、破坏时的最大荷载。试件室内自然养护5d后作试验。由于试件数量较多，试验持续时间达d，为了取得较精确的静载轴心抗压强度，用以下方法来测算疲劳试验时任意一天的轴心抗压强度，并以此来确定疲劳试验中的应力水平。　　试验开始的当天，测一组试件的轴心抗压强度，试验过程中每隔d测一组轴心抗压强度，代入下式[4]确定A、B常数。fc,t=Alogt+B(1)式中：fc,t为龄期t天时的轴心抗压强度。利用式(1)可求得任意给定一天的轴心抗压强度。1.疲劳试验装置及试验过程课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果

7、，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果整个试验在德国生产的电液伺服系统试验机上完成，疲劳加载按恒力控制，加载波为正弦波，频率为为了避免加载过程中出现非接触情况，试件上保持了max的最小压力(Fmax为静载试验时的最大荷载).测试系统由试验机自带的位移计、压力传感器、动态应变仪和x-y函数记录仪组成，同时用计算机自动采集系统记录和显示数据。记录仪记录

8、了疲劳过程中的荷载-位移曲线。加载应力水平τ等于疲劳荷载与静载轴心抗压强度的比值，本试验τ分别取、、和试验结果及分析.1疲劳试验结果.疲劳寿命素混凝土、碳纤维及钢纤维混凝土在种不同应力水平下的疲劳寿命列于表.表纤维混凝土抗压疲劳寿命试件τC课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生