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不同钢纤维掺量活性粉末混凝土单轴受压力学特性及损伤分析

宋子辉  
【摘要】: 活性粉末混凝土(RPC)作为一种高性能结构材料,与常规混凝土相比,具有超高强度、高韧性、高耐久性等优良特点。RPC材料的本构关系是进行RPC结构非线性有限元分析和研究其设计理论的基础。同时,应用损伤理论以及损伤模型得出混凝土损伤演化情况。考虑RPC混凝土在加载全过程中RPC混凝土单向压缩损伤模型的建立对工程设计及工程计算、特别是对大体积棍凝土的非线性有限元计算将会有很大的工程实用价值。 本文通过不同钢纤维掺量RPC材料的单轴受压应力应变全曲线试验以及单轴受压损伤试验,并结合弹塑性理论以及损伤理论模型,得出以下结果: 1.在高强、高性能混凝土轴心受压应力-应变全曲线测定方法的基础上,经过理论计算和试验探索,获得不同钢纤维掺量的RPC单轴受压应力-应变全曲线; 2.基于现有的RPC混凝土现有的单轴受压应力-应变全曲线方程形式,拟合了相关参数; 3.通过测定不同钢纤维掺量的RPC试件的立方体抗压强度,得出RPC棱柱体抗压强度和立方体抗压强度的关系,并确定两者的比例系数为0.78、0.77和0.88; 4.研究并设计了单轴受压损伤试验的方法,利用试验数据得出不同钢纤维掺量RPC的损伤试验曲线,得到RPC损伤的临界值大约0.550~0.690,要大于普通混凝土的临界值,主要原因是钢纤维的增韧作用; 5.研究并利用现有的损伤模型建立了RPC混凝土的单轴受压破坏的损伤模型,公式(4-12); 6.通过理论计算得出的RPC混凝土的单轴受压破坏损伤曲线与试验得出的损伤曲线比较验证,RPC混凝土的单轴受压破坏的损伤损伤模型基本符合要求。


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