斷裂性能是鋼纖維混凝土重要的力學(xué)性能之一,研究鋼纖維混凝土的斷裂特性,對(duì)研究鋼纖維混凝土材料和結(jié)構(gòu)具有重要意義。本文從細(xì)觀角度出發(fā)采用數(shù)值計(jì)算方法,建立C30鋼纖維混凝土細(xì)觀數(shù)值模型,對(duì)鋼纖維混凝土斷裂破壞問(wèn)題進(jìn)行研究,討論粗骨料最大粒徑、鋼纖維長(zhǎng)度和體積率對(duì)鋼纖維混凝土裂紋演化過(guò)程以及斷裂能的影響。主要內(nèi)容包括:1、進(jìn)行了鋼纖維混凝土微觀掃描電鏡試驗(yàn),研究了粗骨料最大粒徑和鋼纖維長(zhǎng)度對(duì)鋼纖維混凝土中骨料-砂漿界面和鋼纖維-砂漿界面過(guò)渡區(qū)厚度的影響。結(jié)果表明:骨料-砂漿界面過(guò)渡區(qū)厚度隨粗骨料最大粒徑的增大而增大,鋼纖維-砂漿界面過(guò)渡區(qū)厚度隨鋼纖維長(zhǎng)度的增加有所降低。根據(jù)微觀試驗(yàn)結(jié)果,建立鋼纖維混凝土細(xì)觀數(shù)值模型時(shí),選取模型中細(xì)觀組分界面的厚度為0.2mm。2、建立了鋼纖維混凝土二維數(shù)值模型。在細(xì)觀層次上將鋼纖維混凝土看做由粗骨料、砂漿、鋼纖維、骨料-砂漿界面和鋼纖維-砂漿界面組成的五相復(fù)合材料。利用MATLAB軟件,根據(jù)蒙特卡羅法產(chǎn)生隨機(jī)數(shù),結(jié)合點(diǎn)-線距離計(jì)算和線-線相交判斷的方法,實(shí)現(xiàn)了鋼纖維和粗骨料的隨機(jī)分布。3、進(jìn)行了鋼纖維混凝土三點(diǎn)彎曲梁斷裂破壞數(shù)值模擬,分析了普通混凝土與鋼纖... 

【文章來(lái)源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

混凝土界面過(guò)渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)示意圖

該區(qū)主要由 C-S-H 凝膠組成，孔隙率較高。圖 2.2 鋼纖維-砂漿界面過(guò)渡區(qū)微觀結(jié)構(gòu)示意圖2.2 界面過(guò)渡區(qū)微觀試驗(yàn)?zāi)壳皩W(xué)者大多采用掃描電鏡（SEM）對(duì)界面過(guò)渡區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，掃描電鏡的工作原理是利用發(fā)射出的電子束在樣品表面掃描，在樣品表面激發(fā)出次級(jí)電子，其中激發(fā)出的次級(jí)電子數(shù)量與樣品表面結(jié)構(gòu)即電子束入射角有關(guān)，樣品表面激發(fā)出的次級(jí)電子被探測(cè)器收集并由閃爍器轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，最后通過(guò)光電倍增管和放大器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)�；谝陨显�，通過(guò)控制電子束在熒光屏上的強(qiáng)度，顯示出與電子束同步的掃描圖像。入射電子掃描樣品表面時(shí)，會(huì)使樣品原子激發(fā)產(chǎn)生的電子，這些電子稱之為二次電子（SE）。二次電子能量較低，一般不超過(guò) 50eV。在樣品表面被檢測(cè)到的二次電子深度通常在 10nm 范圍內(nèi)。二次電子一般只能在電子束轟擊區(qū)附近的范圍內(nèi)發(fā)射，因此獲得的圖像分辨率較好。入射電子掃描樣品表面時(shí)，與樣品原子發(fā)生碰撞使其運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變，經(jīng)多次碰撞后又由樣品表面散射出來(lái)的電子稱之為背散射電子（BSE），其能量與入射電子的能量相近。如利用掃描電鏡背散射電子技術(shù)獲得的鋼纖維混凝土微觀圖像，可以根據(jù)圖片灰度的差異較快的分辨出鋼纖維混凝土樣品中孔洞、鋼纖維、骨料和水泥水化產(chǎn)物等。二次電子和背散射電子在

2.2.2 試樣制備（1）取樣：對(duì)養(yǎng)護(hù) 28 天后的鋼纖維混凝土試件，用切割機(jī)切取尺寸不大于 15mm×15mm×10mm 的試樣，由于切割技術(shù)無(wú)法保留鋼纖維表面的完整結(jié)構(gòu)，因此采用人工敲碎鋼纖維混凝土試塊一部分的方法，獲取含部分裸露鋼纖維的試樣。對(duì)試樣進(jìn)行編號(hào)，切割部分試樣如圖 2.3 所示；2 鋼纖維混凝土界面微觀結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]基于細(xì)觀尺度的鋼纖維混凝土損傷破壞數(shù)值模擬研究[D]. 薛兵.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 2017
[4]橡膠混凝土強(qiáng)度細(xì)觀機(jī)理研究[D]. 楊朝霞.鄭州大學(xué) 2017
[5]鋼纖維—水泥基界面過(guò)渡區(qū)納米力學(xué)性能研究[D]. 余紅蕓.武漢大學(xué) 2017
[6]骨料粒徑與纖維長(zhǎng)度對(duì)鋼纖維混凝土斷裂性能影響的研究[D]. 陳京鈺.鄭州大學(xué) 2016
[7]鋼纖維混凝土細(xì)觀層次數(shù)值模擬研究[D]. 劉豐.華南理工大學(xué) 2014
[8]纖維混凝土細(xì)觀結(jié)構(gòu)及破裂過(guò)程數(shù)值模擬研究[D]. 嵇紹華.長(zhǎng)安大學(xué) 2014
[9]混雜纖維混凝土二維隨機(jī)建模方法研究[D]. 徐彬.武漢理工大學(xué) 2014
[10]不同摻量纖維增強(qiáng)混凝土受彎性能細(xì)觀數(shù)值研究[D]. 陳江平.廣州大學(xué) 2010



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