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《大连理工大学》 2006年
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钢纤维高强混凝土增强、增韧机理及基于韧性的设计方法研究

杨萌  
【摘要】:纤维混凝土作为一种高性能混凝土建筑材料,在我国工程建设领域得到非常广泛的应用。为了适应纤维混凝土向高强度、高性能方向的发展和应用趋势,根据中国工程建设标准化协会的要求,中国土木工程学会纤维混凝土委员会委托大连理工大学为主编单位,经对原协会标准《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》CECS 38:92进行全面修订,制定了新的标准《纤维混凝土结构技术规程》CECS 38:2004。在规程修订的前提下,本课题对钢纤维与高强砂浆的粘结性能,钢纤维高强混凝土的基本力学性能进行了系统的试验研究;深入分析了钢纤维与基体间的界面粘结机理,以及钢纤维对高强混凝土的增强、增韧作用;考虑钢纤维混凝土的韧性,提出了新的钢纤维混凝土工业建筑地面设计方法。 (1).通过进行钢纤维与高强度水泥砂浆粘结拉拔试验,联系现有文献的试验资料,系统地研究了5种钢纤维(其中有4种为异型钢纤维)与4种强度等级高强砂浆基体的粘结性能。分析了基体强度、钢纤维类型和自身强度对界面极限粘结强度、纤维破坏形态的影响,讨论了不同类型钢纤维适用的基体强度范围。同时发现,随着基体砂浆强度的升高,在钢纤维与基体间界面粘结剪力的各个组分中,沿钢纤维体长分布的粘着力和广义摩擦力的提高最为显著。比较了钢纤维形状和砂浆基体强度对粘结滑移曲线特征和粘结拔出功的影响,当纤维出现拔断现象时,其增韧效果会大大降低。通过试验数据回归得出了不同类型钢纤维与高强水泥砂浆基体间极限粘结强度计算公式。 (2).针对原有规程《钢纤维混凝土结构设计与施工规程》CECS 38:92适用强度等级偏低的问题,本文对钢纤维高强混凝土的抗压、抗拉、弯曲、抗剪等基本力学性能进行了详细的试验研究,分析了钢纤维形状和自身强度、基体强度、钢纤维掺量等因素对钢纤维高强混凝土基本力学性能的影响。对基于复合材料理论的SFRC基本强度计算公式进行了回归,研究了钢纤维高强混凝土轴拉、弯曲荷载-变形全曲线的特性,提出了统一的钢纤维混凝土韧性评价模式。给出了钢纤维高强混凝土劈拉强度、轴拉强度和弯拉强度的关系式。通过试验建立了钢纤维高强混凝土单轴拉伸曲线计算模型。给出了钢纤维高强混凝土弯拉初裂强度和弯拉极限强度的关系公式。并且提出了新的钢纤维混凝土抗剪强度的计算公式,公式的计算结果与实验结果符合较好。 研究发现,在使用钢纤维来改善混凝土受压性能时,宜选取大长径比、自身强度高、小直径的线状钢纤维;提高钢纤维掺量对高强混凝土抗拉强度的改善作用比对普通强度混凝土明显,而对于轴拉初裂强度的提高与对于普通混凝土的提高基本相同;
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU528.31

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前6条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 刘广均,张钢;砌体结构设计中应注意的几个问题[J];四川建筑科学研究;2003年02期
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4 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
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6 郑愚;钟永刚;;对GFRP筋混凝土桥梁面板内压缩薄膜效应的研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
7 崔士起;姜丽萍;刘文海;;混凝土表面嵌固板条的黏结强度试验研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
8 范海丰;刘玉擎;贺君;;GFRP-混凝土组合桥面板抗弯性能研究[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
9 汪海东;曾志兴;;基于混凝土力学的CFRP加固RC梁受弯承载力计算与分析[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
10 郝润霞;武志超;;碳纤维技术在包钢选矿厂再磨车间厂房加固中的应用[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 曲嘉;钢纤维混凝土劈拉强度的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
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4 张骥;混凝土塑性—损伤本构模型研究[D];华中科技大学;2010年
5 潘健怡;铝合金型材挤压的数值模拟及模具结构优化研究[D];华南理工大学;2010年
6 刘灿;横向预应力混凝土梁的抗剪性能及预应力损失研究[D];华南理工大学;2010年
7 劳晓春;RC矩形截面剪力墙构件的抗震性能及其性能指标限值研究[D];华南理工大学;2010年
8 郑顺潮;钢纤维聚合物高强结构混凝土的力学性能研究[D];华南理工大学;2010年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周阵阵;基于细观力学方法的脆性基体短纤维复合材料性能预报[D];安徽工程大学;2010年
2 张学武;基于磁控技术的TIG焊残余应力的研究[D];南昌航空大学;2010年
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5 于群;钢—高强混凝土组合梁非线性分析[D];山东科技大学;2010年
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10 田利辉;聚氨酯小框体外墙外保温体系研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 胡显奇;董国义;鄢宏;;玄武岩纤维在建筑和基础设施中的应用[A];第三届全国FRP学术交流会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓飞;聚丙烯纤维混凝土轴拉和弯曲性能的试验研究[D];大连理工大学;2011年
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨晓平;邵式亮;;钢纤维混凝土冲击压缩韧性[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 许金余;范飞林;白二雷;刘军忠;;玄武岩纤维混凝土的动态力学性能研究[J];地下空间与工程学报;2010年S2期
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中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 王强;陈国新;何力劲;祝烨然;黄国泓;;玄武岩纤维对水工抗冲磨混凝土性能的影响[A];泄水建筑物安全及新材料新技术应用论文集[C];2010年
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3 刘华挺;张俊芝;傅招旗;朱燕东;吴灵杰;;短切玄武岩纤维增强混凝土抗弯性能的试验研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅱ册)[C];2010年
4 李为民;许金余;白二雷;陈勇;;玄武岩纤维混凝土的准静态力学性能研究[A];第十二届全国纤维混凝土学术会议论文集[C];2008年
5 李晗;高丹盈;赵军;;高温后混杂纤维高强混凝土基本力学性能[A];第十二届全国纤维混凝土学术会议论文集[C];2008年
6 何长江;姚勇;陶俊林;富裕;彭芸;刘筱玲;;玄武岩纤维混凝土抗冲击破坏性能研究[A];第3届全国工程安全与防护学术会议论文集[C];2012年
7 王海良;袁磊;宋浩;;短切玄武岩纤维混凝土力学性能试验研究[A];城市地下空间综合开发技术交流会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 刘卫东;改性聚丙烯纤维混凝土的工程性能研究[D];东华大学;2010年
2 杨少伟;新型混凝土组合防护层的抗侵彻性能研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
3 刘思国;纤维自密实混凝土工作性能和抗剪性能研究[D];大连理工大学;2010年
4 侯利军;超高韧性水泥基复合材料弯曲性能及剪切性能试验研究[D];大连理工大学;2012年
5 郑传峰;柔性基层沥青稳定碎石矿料接触面细观强度特性研究[D];吉林大学;2012年
6 杨淑慧;纤维矿渣微粉混凝土高温性能试验研究[D];郑州大学;2013年
7 毕巧巍;玄武岩纤维混凝土的微结构及BFRP筋纤维混凝土梁斜截面承载力试验研究[D];大连理工大学;2012年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 叶焕军;玄武岩纤维混凝土梁受弯性能研究[D];东北林业大学;2011年
4 崔朋勃;喷射补偿收缩钢纤维混凝土膨胀变形与力学性能试验研究[D];安徽理工大学;2011年
5 熊智文;玄武岩纤维增强混凝土动、静态力学性能研究[D];华东交通大学;2011年
6 兰宪钢;自密实纤维轻骨料混凝土工作及力学性能研究[D];大连交通大学;2011年
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8 贺丽娟;混杂纤维混凝土的耐火性能研究及其在隧道工程中的应用[D];西南交通大学;2007年
9 吴钊贤;玄武岩纤维混凝土基本力学性能与应用研究[D];武汉理工大学;2009年
10 吴芳;玄武岩纤维筋与混凝土粘结性能试验研究[D];大连理工大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周欣竹,郑建军,张弥;钢纤维混凝土在秦岭隧道衬砌中的应用研究[J];北方交通大学学报;1998年04期
2 曾滨,金芷生;钢纤维混凝土纤维增强作用[J];北京科技大学学报;1995年05期
3 师昌绪;;新型材料的现状与发展[J];材料科学与工程;1987年01期
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6 田稳苓,黄承逵,李子祥;钢纤维膨胀混凝土管状构件受拉应力-应变全曲线研究[J];大连理工大学学报;2000年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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1 孙敏;钢纤维增强混凝土的腐蚀及防护研究[D];苏州大学;2011年
2 季斌;钢纤维三维编织增强混凝土(3D-BSFC)的静动态力学性能的试验研究与数值模拟[D];南京航空航天大学;2011年
3 陈德兴;钢纤维高强混凝土含损伤率型本构关系研究[D];中国科学技术大学;2009年
4 朱江;纤维增强钢丝网混凝土构件抗弯性能试验研究[D];大连理工大学;2007年
5 周孝军;钢纤维微膨胀钢管混凝土拉弯力学行为研究[D];武汉理工大学;2013年
6 李海艳;活性粉末混凝土高温爆裂及高温后力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
7 王立闻;活性粉末混凝土高温后动力学特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 尤志国;混杂纤维自密实混凝土梁式构件的弯剪性能[D];大连理工大学;2010年
9 季瑶;常温及火灾后轻骨料钢管混凝土柱的轴压力学性能研究[D];西安建筑科技大学;2013年
10 刘胜兵;混杂纤维增强高性能混凝土深梁受剪性能研究[D];武汉大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王乐明;钢纤维混凝土韧性特征及其支护力学行为研究[D];西南交通大学;2011年
2 李旭东;高温前后钢纤维改性橡胶混凝土力学性能试验研究[D];广东工业大学;2013年
3 王金羽;PVA纤维与钢纤维对高性能纤维增强水泥基复合材料断裂性能的影响试验研究[D];北京交通大学;2011年
4 徐飞;钢纤维活性粉末混凝土抗火性能试验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 周世忠;钢纤维局部增强高强混凝土边节点梁端的抗震性能[D];郑州大学;2010年
6 张缜;塑钢纤维与钢纤维增强轻骨料混凝土力学性能的试验研究[D];内蒙古科技大学;2012年
7 王勇升;钢纤维、橡胶粉对沙漠砂混凝土力学性能及耐久性的试验研究[D];宁夏大学;2013年
8 崔国静;赛柏斯钢纤维复掺高抗渗性能混凝土试验研究[D];兰州理工大学;2012年
9 付操;高性能钢纤维和合成纤维混凝土的力学性能试验研究[D];安徽理工大学;2013年
10 张剑洪;橡胶钢纤维再生骨料混凝土轴压和断裂性能研究[D];广东工业大学;2013年
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