湿热环境下sfpsc疲劳性能的实验研究

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1、硕士学位论文湿热环境下SFPSC疲劳性能的实验研究SFPSC下作者姓名廖忻学科专业桥梁与隧道工程指导教师黄培彦教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年6月ExperimentalStudyonFatiguePerformanceofSFPSCunderHot-WetEnvironmentADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiaoXinSupervisor：Prof．HuangPeiyanSouthChinaUniversityofTechnolo

2、gyGuangzhou，China分类号：U448学校代号：10561学号：201220106224华南理工大学硕士学位论文湿热环境下SFPSC疲劳性能的实验研究作者姓名：廖忻指导教师姓名、职称：黄培彦教授申请学位水平：工学硕士学科专业名称：桥梁与隧道工程研究方向：路桥力学论文提交日期：2015年6月8日论文答辩日期：2015年6月3日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：王荣辉委员：黄培彦单成林周建春谷利雄摘要在桥梁工程中，尽管使用普通高强混凝土可以增加结构的强度，但是随着其强度的升高不可避

3、免的使得其脆性问题更加严重。为解决这个问题需要从材料本身出发，使材料具有高的强度又具有足够的抗裂性能和耐久性。为此，作者所在课题组依托正在建设中的广东省内某大跨度预应力混凝土刚构桥，对拥有自主知识产权的“钢纤维增强聚合物改性混凝土”进行了二次开发，研发了可以在桥梁上部结构中应用的“钢纤维聚合物结构混凝土（SFPSC）”，并对该桥梁结构材料在湿热环境下的疲劳及耐久性能展开研究。本文的主要研究内容及结论如下：1)SFPSC的研发制作。按照依托工程（某特大预应力混凝土刚构桥箱梁）的设计要求，研发制作与C55高强混凝土抗压强度基本

4、一致，但具有更好的韧性、抗裂性能以及耐久性能的新型材料“钢纤维聚合物结构混凝土（SFPSC）”。本研究通过原材料选择、配合比设计和新拌材料的基本力学性能实验及微观分析，研发制作了符合上述要求的SFPSC材料，并成功地应用于依托工程。2)SFPSC的湿热环境疲劳实验研究。根据依托工程所处的极端服役环境——高温高湿环境，利用本课题组研制的智能环境模拟和控制系统、以及改进的MTS810试验系统，分别对SFPSC试件在高温高湿（50℃和95%RH）和室温大气环境（23℃和78%RH）下实施了环境与疲劳荷载耦合作用下的三点弯曲疲劳实

5、验，获得了SFPSC试件的S~N实验曲线。3)对不同湿热环境作用、以及湿热环境与载荷耦合和非耦合作用下SFPSC试件的疲劳性能进行了探讨。以疲劳基本理论及假定为依据，提出了SFPSC三点弯曲梁在湿热环境与载荷耦合作用下的疲劳寿命表达式。利用该表达式，可方便地对湿热环境下SFPSC材料的疲劳寿命及疲劳极限进行有效的推定。4)对SFPSC三点弯曲梁在湿热环境下的变形规律进行了探讨，建立了以其跨中挠度为参量的损伤模型，提出了以损伤变量描述的疲劳寿命预测公式。分析结果表明，当损伤量达到0.28时，SFPSC试件开始进入失稳破坏阶段

6、。利用该损伤模型，只需对SFPSC试件实施短暂的非破坏性疲劳实验，就能预测其疲劳寿命。关键词：钢纤维聚合物结构混凝土；湿热环境；耦合作用；疲劳损伤；寿命预测*本文工作属于国家自然科学基金重点项目（No.11132004）和广东省交通运输厅科技计划项目（编号：科技-2013-02-028）的部分研究内容。IABSTRACTInthebridgeproject,despitetheuseofcommonhigh-strengthconcretecanincreasethestrengthofthestructure,thebr

7、ittlenessproblemwhichinevitablyleadstoismoreserious.Tosolvetheproblemrequiresstartingfromthematerialitself,sothatthematerialcanhaveahighstrengthandenoughcrackresistanceanddurability.Tothisend,relyingonalong-spanprestressedconcreterigidframebridgeinGuangdongprovinc

8、ewhichisunderconstruction,theresearchgroupauthorinsecondlydevelopedtheindependentpropertyrights―SteelFiberReinforcedPolymerModifiedConcrete‖,andfoundama