带缝pva-ecc抗（盐）冻性及（盐）冻融循环后断裂特性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文带缝PVA-ECC抗（盐）冻性及（盐）冻融循环后断裂特性研究论文作者：史宏飞学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：建筑与土木工程指导教师：王晓伟职称：副教授高淑玲副教授资助基金项目：河北省自然科学基金（E2012202097）；国家自然科学基金（51108151）DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofBuildingandcivilengineeringTherese

2、archonthe(salt)frostresistanceandfracturepropertiesafter(salt)freeze-thawcyclesofPVA-ECCwithpre-crackbyShiHongfeiSupervisor:AssociateProf.WangXiaoweiAssociateProf.GaoShulingMarch2015ThisworkwassupportedbytheNaturalScienceFoundationofHebeiprovince.No.E2012202097;Natio

3、nalNaturalScienceFoundationofChina.No.51108151.原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规

4、定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：河北工业大学硕士学位论文摘要近年来，随着人们对高性能混凝土越来越重视，纤维混凝土的研究也进入了快速发展的阶段。近二十年来，国内外对聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料（PVA-ECC）的性能做了大量研究工作，并尝试在道路工程中应用

5、，相关研究集中在理论分析、力学性能、收缩开裂和耐久性上，而对PVA-ECC的断裂韧度以及冻融循环后的断裂性能研究相对较少。本文主要研究粉煤灰掺量、预制裂缝高度和不同冻融环境对PVA-ECC的抗冻性的影响，之后将对经过冻融循环后的试件进行断裂性能研究，并对PVA-ECC的裂缝扩展进行数值模拟。主要研究内容和结论如下：1.采用快速冻融试验方法，将PVA-ECC试件分别放入淡水和3%氯化钠溶液中进行试验，通过测定其质量损失率和超声波相对动弹性模量来分析PVA-ECC的抗冻性能，结果表明淡水中的PVA-ECC抗冻性良好，而盐溶液对PVA

6、-ECC破坏较大。2.利用冻融循环后的PVA-ECC试件进行三点弯曲断裂试验，通过测定PVA-ECC的峰值荷载、荷载-裂缝口张开位移（P-CMOD）、挠度、荷载-应变等数据分析PVA-ECC在冻融循环后的断裂特性，结果表明，PVA-ECC随着冻融次数的增加，承载力以及变形能力逐渐降低，开裂裂缝条数逐渐减少。3.利用全桥应变片通过荷载-应变曲线的第一个拐点得到PVA-ECC的起裂荷载，并通过第二个拐点可得到PVA-ECC多缝开裂结束时对应的荷载，结果表明此方法对起裂荷载的确定有较高的准确度。inicun4.用起裂韧度KIC、多缝开

7、裂断裂韧度KIC和失稳断裂韧度KIC（3K断裂准则）去评价ECC复合材料的断裂韧度，用JIC-JIF准则计算PVA-ECC试件的断裂性能，经计算PVA-ECC具有较高的断裂韧度和断裂能。5.利用XFEM方法模拟PVA-ECC的裂纹扩展以及反复荷载下的应力情况，分别利用位移荷载、反复荷载等加载方法进行模拟，得到模型的裂缝扩展路径、应力云图、P-CMOD曲线等，并与试验数据做对比，结果表明，此方法能够有效的模拟应变硬化材料裂缝张开扩展过程。本文研究对于正确评价PVA-ECC复合材料在冻融循环后的断裂性能，解决寒冷地区路面混凝土盐冻破

8、坏以及断裂破坏等实际问题具有重要的现实意义和广阔的工程应用前景。关键词：PVA-ECC、抗冻性、粉煤灰掺量、断裂韧度、数值模拟I带缝PVA-ECC抗（盐）冻性及（盐）冻融循环后断裂特性研究AbstractInrecentyears,aspeoplepaymore