混杂纤维高强混凝土动态损伤本构关系

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4、＾指导教师（签名）；ＷＬｆ答辩委员会主席（签名）：赛私／答辩委员会委员（签名）：叫乏、部義變條广州大学硕士学位论文混杂纤维高强混凝土动态损伤本构关系专业：结构工程硕士生：李习波指导教师：焦楚杰摘要两种或者更多种的纤维混杂加入到混凝土基体中，在其中交织成错综复杂的网络，对混凝土材料具有一定的“稳定”作用，增强、增韧了混凝土基体，并且协同增强了基体的强度和韧性，本文开展了混杂纤维高强混凝土（HFRHSC）的制备技术和力学性能研究。本章制备了钢纤维体积率为0～4%、聚丙烯纤维体积率

5、为0%～0.1%、粉煤灰掺量为0%～30%、硅粉掺量为0%～20%、强度等级为C40～C80的HFRHSC，研究了这四因素水平对HFRHSC力学性能和抗冲击性能研究、理论分析与数值仿真，主要研究成果有：混杂纤维对混凝土基体有一定的增强、增韧作用，并且对混凝土基体的开裂起到了一定的“阻抗”作用，其中钢纤维表现得最为明显。粉煤灰掺入量在15%以内时，能有效增强混凝土的和易性，表现出良好的施工性能，对混凝土基体的抗压强度有明显的增强作用，但超过这个界限值之后，却表现出减小作用，原因在于随着粉煤灰掺量过大，水泥

6、的用量小，生成的高强度胶凝产物相对较少，从而降低了混凝土基体的强度。SHPB动态压缩试验表明，纤维的掺入，明显增强了混凝土基体的动态抗压强度。此外，混凝土是一种应变率敏感材料，当应变率超过应变率敏感阀值（51/s～56/s）后，混凝土试块的破坏才会发生；而应变率未达到该阀值时，得到的混凝土峰值应力小于其静态抗压强度，在此阶段内，随应变率的变化，峰值应力变化较小，动态试验后的试块也无明显破坏。基于分形理论，用分形维数来定量分析混凝土材料的内部细观损伤演化行为，并对其采用动态损伤因子ˆ进行定量分析，从细观

7、尺度上研究混凝土材料组织结构与材料性能两者之间的关系，建立了考虑分形损伤演化的SHPB动态损伤本构关系，并对HFRHSC试块在动态压缩试验条件下所获得的试验数据进行了验证。采用软件ANSYS/LS-DYNA对HFRHSC进行动态压缩的仿真，再现了瞬态冲击下I混杂纤维高强混凝土动态损伤本构关系试块的破坏过程，获得了不同时刻HFRHSC试块的破坏形态，并从应力波的角度研究和分析了不同应变率下试块的破坏形态，数值仿真结果与试验结果吻合得较好，对HFRHSC动态损伤演化具有参考意义。关键词：钢纤维；聚丙烯纤维；

8、动态损伤；本构关系；数值仿真II广州大学硕士学位论文DynamicDamageConstitutiveRelationshipofHybridFiberReinforcedHighStrengthConcreteMajor:StructuralEngineeringName:LiXi-boSupervisor:JiaoChu-jieAbstractTwoormoreofthehybridfibersareaddedtotheconcrete