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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
超高性能钢纤维混凝土具有优异的强度（抗压、抗弯拉）、延性、疲劳韧性等性能。已有研究表明，异形钢纤维的形状和体积率是其对混凝土增强增韧效果的重要影响因素，试验研究异形钢纤维形状和体积率对混凝土力学性能影响有重要的实用价值。 由于单种钢纤维对混凝土的增强增韧效果存在某些局限性，利用不同形状或不同尺寸的钢纤维进行混杂以得到增强、增韧的最佳效果的试验研究是本文创新点之一。引入ABAQUS有限元分析软件对抗弯试验进行数值模拟仿真，得到了梁破坏过程中试件的应力变化和裂缝扩展模式，是本文的另一创新点。研究内容主要有： (1) 试验研究了异形钢纤维形状（波浪形、哑铃形、端弯形）及纤维体积率（1%、2%、2.5%和3%）对超高性能混凝土的抗压强度、初裂抗弯强度、极限抗弯强度、弯曲韧性等力学性能的影响。结果表明，在相同纤维体积率下，波浪纤维混凝土的抗压强度最高，哑铃纤维混凝土的抗弯强度最高，端弯纤维混凝土的后期弯曲韧性较高。纤维体积率小于2.5%时，超高性能纤维混凝土的抗压强度、抗弯强度和抗弯韧性均随钢纤维体积率提高成向好趋势。纤维体积率在2.5%—3%时，端弯和哑铃纤维混凝土的抗压强度及哑铃纤维混凝土的抗弯性能在2.5%而非3%的纤维体积率处最佳。 (2) 试验研究了哑铃与端弯钢纤维混杂比例对超高性能混凝土抗压强度、抗弯强度和弯曲韧性等力学性能的影响。结果表明，纤维总体积率为2%时，在两种异形纤维以等比例混杂的情况下，各项力学指标并非各种配比下最佳，但均衡的承载力和韧性使得纤维混凝土的有了更好的工程应用价值。当纤维总体积率为2.5%时，端弯和哑铃纤维等比例混杂增强下的混凝土，表现出了较其他配比而言更加优异的强度及韧性，混杂纤维混凝土表现出两种纤维增强效果非线性叠加的力学性能。混杂后端弯与哑铃纤维分别在不同层次上发挥了自身的优势，可以得到承载能力和延性俱佳的混凝土。 (3) 试验研究了微细平直与端弯钢纤维混杂配比对超高性能混凝土的增强、增韧效果的影响。结果表明，纤维体积率为2%时，两种纤维等比例混杂对超高性能混凝土的增强、增韧效果最佳。且微细直纤维对微裂缝的开展有更好抑制作用，并在混凝土塑性硬化期间和受力初期起主要作用，对混凝土的抗压强度及极限抗弯强度有明显增强作用。而且随着微细直纤维比例的增加，使得超高性能混凝土的破坏由单缝开裂转变为多缝开裂，改善了混凝土的脆性破坏方式。大尺寸的端弯纤维则主要为宏观裂缝的开展提供闭合力，在混凝土受力后期起主导作用，提高混凝土的弯曲韧性和延性。通过比较总体积率为2%的各纤维配比下微细平直纤维与哑铃纤维分别与端弯纤维混杂增强混凝土的各项力学性能，得出微细平直和端弯钢纤维混杂使得混凝土具有了更高的强度和韧性，也就是说通过钢纤维形状和尺寸混杂能得到更好的增强增韧效果。 (4) 从单根纤维界面粘结效应和多根纤维的群体效应两方面，分析了异形钢纤维形状、体积率及混杂钢纤维配比对超高性能混凝土增强增韧效果、裂缝扩展模式和混杂效应的影响机理。 (5) 基于ABAQUS有限元分析软件进行超高性能钢纤维混凝土梁的抗折试验数值模拟仿真，得到三种异形纤维混凝土的荷载—位移曲线，与试验所得曲线相比更加饱满，仿真所得曲线的峰值均高于试验曲线，初裂强度与极限抗弯强度均高于试验值。在试验加载过程中，预留切口处应力集中明显。裂缝从试件预留缺口处开展，裂缝蔓延速度与超高性能混凝土材料应力—应变关系密切相关。也就是说,各形状钢纤维混凝土应力应变曲线的差异和特征直接决定了混凝土的持荷能力、韧性及破坏方式。 |
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发表于 2024-1-28 20:44:39
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