本文關(guān)鍵詞：超高性能混凝土鋼纖維銹蝕的細(xì)觀力學(xué)分析方法研究　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 超高性能混凝土 細(xì)觀力學(xué)分析 有限元模擬方法 ABAQUS二次開發(fā) PYTHON算法 鋼纖維銹蝕 模型試驗(yàn)

【摘要】：超高性能混凝土(UHPC)因其內(nèi)部亂向分布鋼纖維與基體之間的高強(qiáng)粘結(jié),使兩者能夠協(xié)同工作,利用鋼纖維的高抗拉強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)UHPC的增強(qiáng)增韌效果;同時(shí),其致密的復(fù)合結(jié)構(gòu),使得UHPC能夠有效抵御腐蝕性氣體和液體,保證結(jié)構(gòu)具有良好的耐久性。基于此,UHPC迅速發(fā)展成為性能全面超越傳統(tǒng)混凝土的新一代水泥基材料。UHPC優(yōu)良的性能使得其鋼纖維銹蝕問題往往被忽視,通常情況下,銹蝕大多發(fā)生在鋼纖維的表面,而不.會(huì)向基體內(nèi)部延伸,但如果基體存在開裂風(fēng)險(xiǎn),裂縫附近的鋼纖維將面臨銹蝕的危險(xiǎn)。以往對(duì)UHPC的研究,大部分建立在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,而很少借助有限元數(shù)值模擬,研究UHPC的細(xì)觀組成結(jié)構(gòu)與纖維增強(qiáng)增韌細(xì)觀力學(xué)機(jī)理。論文在借鑒以往研究的基礎(chǔ)上,通過自行編寫Matlab隨機(jī)序列程序和Python腳本文件,實(shí)現(xiàn)鋼纖維在UHPC基體中的大批量隨機(jī)亂向均勻分布建模過程,由此提出了一種基于細(xì)觀力學(xué)的UHPC分析方法,在此基礎(chǔ)上,研究了鋼纖維銹蝕的模擬方法和等效方法,然后建立UHPC梁四點(diǎn)抗彎試驗(yàn),研究鋼纖維的體積含量和銹蝕程度對(duì)UHPC梁抗彎強(qiáng)度和變形的影響,借此對(duì)所提出的UHPC細(xì)觀力學(xué)分析方法和銹蝕模擬方法的有效性進(jìn)行驗(yàn)證,并對(duì)纖維銹蝕的等效方法進(jìn)行了適用性評(píng)價(jià),結(jié)果表明:(1)論文提出的算法,原理簡(jiǎn)單,執(zhí)行方便,能夠較好地實(shí)現(xiàn)UHPC中大批量鋼纖維的隨機(jī)亂向均勻分布建模和三種材料屬性的隨機(jī)化分配,對(duì)于研究混凝土細(xì)觀組成和細(xì)觀力學(xué)具有重要的指導(dǎo)意義。同時(shí),算法具有一定的通用性,能適應(yīng)任意形式的纖維,為UHPC細(xì)觀力學(xué)特性研究提供了新的分析手段;(2)論文采用的鋼纖維銹蝕模擬方法,盡管做了一些簡(jiǎn)化,但仍能在一定程度上對(duì)鋼纖維的銹蝕效應(yīng)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),對(duì)于鋼纖維這種狹長(zhǎng)結(jié)構(gòu),坑蝕深度的影響要明顯大于坑蝕寬度的影響,說明鋼纖維對(duì)銹蝕深度更加敏感;(3)采用隨機(jī)材料屬性分配的方式,只能從"宏觀現(xiàn)象"對(duì)UHPC中鋼纖維的銹蝕進(jìn)行等效,缺乏力學(xué)原理解釋,因而適用范圍受限。這種等效方法能模擬UHPC梁的變形情況,但無法準(zhǔn)確模擬荷載作用下的受力分布情況;(4)由于鋼纖維與混凝土基體的協(xié)同受力,使其對(duì)UHPC有明顯的增強(qiáng)、增韌效果,并且當(dāng)纖維體積含量為2%時(shí),UHPC梁的抗彎曲性能最佳;(5)鋼纖維銹蝕主要表現(xiàn)在銹蝕對(duì)截面的削弱,銹坑附近產(chǎn)生應(yīng)力集中以及纖維和基體界面粘結(jié)遭到破壞,這三個(gè)因素是鋼纖維力學(xué)性能退化,結(jié)構(gòu)受力性能劣化和使用壽命降低的主要影響因素,且銹蝕程度越深影響越明顯。
[Abstract]:Based on the previous research , UHPC has been developed into a new generation of cement - based materials which can effectively resist corrosive gases and liquids . This method can simulate the deformation of UHPC beam , but it can not accurately simulate the stress distribution under the action of load , and ( 4 ) it has obvious strengthening and toughening effect on UHPC due to the cooperative force between steel fiber and concrete base .

【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU528

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張清華;卜一之;李喬;;正交異性鋼橋面板疲勞問題的研究進(jìn)展[J];中國公路學(xué)報(bào);2017年03期

2 張清華;舒剛;卜一之;;正交異性組合橋面板界面滑移效應(yīng)研究[J];橋梁建設(shè);2017年01期

3 黃卿維;沈秀將;陳寶春;傅元方;;韓國超高性能混凝土橋梁研究與應(yīng)用[J];中外公路;2016年02期

4 張清華;郭偉峰;崔闖;葉華文;;新型大縱肋正交異性鋼—混凝土組合橋面板疲勞特性研究[J];公路;2015年12期

5 高丹盈;陳剛;M.N.S.HADI;王偉強(qiáng);;銹蝕鋼纖維力學(xué)性能及極限拉伸荷載計(jì)算方法[J];建筑材料學(xué)報(bào);2016年03期

6 趙軍;李洪杰;高丹盈;;銹蝕后鋼纖維和鋼纖維混凝土的力學(xué)性能[J];建筑材料學(xué)報(bào);2015年03期

7 王文談;魏耀富;蔣晗;蔣鴻;曾勇;;超高性能鋼纖維增強(qiáng)混凝土力學(xué)性能的實(shí)驗(yàn)研究[J];應(yīng)用數(shù)學(xué)和力學(xué);2014年S1期

8 趙筠;廉慧珍;金建昌;;鋼-混凝土復(fù)合的新模式——超高性能混凝土(UHPC/UHPFRC)之四:工程與產(chǎn)品應(yīng)用,價(jià)值、潛力與可持續(xù)發(fā)展[J];混凝土世界;2014年01期

9 趙筠;廉慧珍;金建昌;;鋼-混凝土復(fù)合的新模式——超高性能混凝土(UHPC/UHPFRC) 之三:收縮與裂縫,耐高溫性能,滲透性與耐久性,設(shè)計(jì)指南[J];混凝土世界;2013年12期

10 趙筠;廉慧珍;金建昌;;鋼-混凝土復(fù)合的新模式——超高性能混凝土(UHPC/UHPFRC)之二:配制、生產(chǎn)與澆筑,水化硬化與微觀結(jié)構(gòu),力學(xué)性能[J];混凝土世界;2013年11期

，

本文編號(hào)：1391937