纤维混凝土断裂性能试验研究

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1、第38卷第4期四川建筑科学研究2012年8月SichuanBuildingScience213纤维混凝土断裂性能试验研究张珂峰，夏正兵(1．华荣建设集团有限公司，江苏南通226000；2．南通市广播电视大学，江苏南通226006)摘要：围绕钢纤维一聚丙烯腈纤维混杂增强混凝土进行了系统研究，研究了纤维的混杂方式对断裂性能的影响，在试验的基础上，得到了表征材料断裂性能的断裂韧度和断裂能G。关键词：钢纤维；裂纹；力学性能中图分类号：TU528．57文献标识码：A文章编号：1008—1933(2012)04—213—03Thestudyoftheinfluen

2、ceofthehybridwayonthefracturepropertiesZHANGKefeng．XIAZhengbing1,2(1．NantongHuarongConstructionGroup，Nantong226000，China；2．NantongRadio&TelevisionUniversity，Nantong226006，China)Abstract：Inthispaperthemechanicpropertiesoftheconcretereinforcedwiththemicro—steelfibersandpolypropyle

3、newerestudiedsystematically．Theinfluenceofthehybridwayonthefracturepropertieswasstudied．BasedOiltheexperimentresults，thefractureductilityindexcandthefractureenergyGFwereobtainedforthehybridreinforcedconcrete．Keywords：steelfiber；crack；mechanicproperties来确定。的数值。1断裂性能对比试验按照断裂力学理论，当

4、裂缝尖端应力强度因子纤维混凝土的断裂性能是纤维混凝土力学性能达到I临界值(即K=KI)时，材料即发生断裂破坏，的重要领域之一，确定钢纤维混凝土的断裂参数对即更好地认识和研究纤维混凝土有一定意义。K。=or(1)1．1断裂韧度概念及计算方法式中or——在裂缝表面分布并使裂缝产生张开断裂韧度是表示材料断裂韧性强弱的物理量。位移时的拉应力；对于线弹性体，应力强度因子是表征裂缝尖端附近口——裂缝半宽。应力场强弱程度的一个有效参量，可以作为判断裂在混凝土中掺人钢纤维，如图1所示，相当于沿缝是否将进人失衡状态的一个指标。混凝土的破坏裂缝表面产生一个反向的并阻止裂缝

5、扩展的应力与其内部裂缝扩展有关，在各种类型的裂缝中，I型场，降低了裂缝尖端应力强度因子，即缝是最危险的，用混凝土线弹性断裂力学研究I型KI=(一2)叮r0(2)缝时，首先应求出缝端的应力强度因子K。应力强式中or：——因钢纤维存在产生的反向应力。度因子与荷载成线性关系，并依赖于物体裂缝的几当=or时，则K。=0，表明裂缝尖端应力集中何形状和尺寸。当≤时，裂缝是稳定的。与材现象己消失。料力学相比，相当于应力，K。相当于抗拉强度，f1ffffflf，Kt≤K。则相当于or≤与混凝土抗拉强度一样，ff⋯『⋯ffl‘l¨混凝土的断裂韧度是材料特性。它与混凝土配

6、ttttfftttJJllllJ川合比、强度、龄期等有关。必须通过混凝土断裂试验，儿lilllll}__I——收稿日期：2011-01-21作者简介：张珂峰(1979一)，男，江苏南通人，硕士研究生，南通华荣图1钢纤维混凝土与基体混凝土裂缝处应力场示意建设集团副总工程师，南通市广播电视大学建筑工程系主任，研究方Fig．1Steelfiberreinforcedconcreteandthe向为建筑混凝土结构设计。E—mail：zhangkefeng2210@163．combaseconcretecrackstressfielddiagram214四川建筑

7、科学研究第38卷按照线弹性力学理论，本试验参考《水工混凝1=F1=(÷mlg+m2g)6o(6)土断裂试验规程》(2003年征求意见稿)相关规定，显然可以证明=W1，故计算G的公式为(此计算断裂韧度。公式如下：公式亦即《水工混凝土断裂试验规程)2003年征求=[7．51+3．o(_0_5)】×意见稿)规定中所给公式：GF：—Wo+mgSo(7)sec(詈鲁)√tan(詈)(3)—式中G——试件的断裂能(N／m)；式中。——断裂韧度(MPa．~／m)；——F一全曲线中oab的面积(图2)F——最大荷载(kN)；(N·m)；B——试件宽度(m)；m——m=

8、171,1+2m2(kg)；——试件高度(m)；m。——试件支座间的质量(kg)，可用梁的质‰