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基于主成分方法研究钢纤维增强混凝土劈裂破坏的损伤机制 被引量：1
1
作者 李涛 任会兰 +2 位作者 宁建国 宋水舟 檀日晶 《振动与冲击》 北大核心 2025年第1期221-231,共11页
研究钢纤维混凝土劈裂破坏的细观损伤机制,对在役钢纤维混凝土结构的健康检测具有重要意义。通过多通道声发射系统,采集混凝土和钢纤维混凝土试件(钢纤维含量分别为15和45 kg/m 3)劈裂破坏过程中的声发射信号,并结合主成分分析法和k-me... 研究钢纤维混凝土劈裂破坏的细观损伤机制,对在役钢纤维混凝土结构的健康检测具有重要意义。通过多通道声发射系统,采集混凝土和钢纤维混凝土试件(钢纤维含量分别为15和45 kg/m 3)劈裂破坏过程中的声发射信号,并结合主成分分析法和k-means聚类算法,对混凝土和钢纤维混凝土的损伤特征进行分析。结果表明,钢纤维的加入抑制了混凝土中裂纹扩展,有效地改善了混凝土的峰后韧性;声发射计数和能量参数变化特征反映了钢纤维混凝土试件宏观变形、破坏的细观损伤演化过程。最后,识别出了钢纤维混凝土中砂浆基体开裂和钢纤维拉拔的两种损伤机制。与砂浆基体开裂相比,钢纤维拉拔产生的声发射信号具有计数高、幅值高、能量强和持续时间长的特征。 展开更多
关键词 钢纤维增强混凝土(sfrc) 声发射技术 主成分分析(PCA) K-MEANS聚类
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型钢-钢纤维混凝土局部组合梁受力性能 被引量：2
2
作者 伍凯 杨毅恒 +3 位作者 诸睿哲 张雁杰 梁庆庆 王世龙 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期153-163,共11页
为解决型钢混凝土结构的施工困难,充分发挥各部分材料的性能优势,将钢筋笼离散化为随机分布的钢纤维,并将钢纤维混凝土集中应用于受压区,形成型钢-钢纤维混凝土局部组合梁。对18根不同钢纤维体积率(ρ_(sf))、剪跨比(λ)、型钢受压翼缘... 为解决型钢混凝土结构的施工困难,充分发挥各部分材料的性能优势,将钢筋笼离散化为随机分布的钢纤维,并将钢纤维混凝土集中应用于受压区,形成型钢-钢纤维混凝土局部组合梁。对18根不同钢纤维体积率(ρ_(sf))、剪跨比(λ)、型钢受压翼缘上下部混凝土保护层厚度(C_(ss)、C_(sv))和型钢规格(I_(s))的组合梁试件进行四点弯试验。分析试验参数对破坏模式、荷载-挠度曲线以及破坏对称性的影响。结果表明:增大ρ_(sf)对小剪跨比试件(λ为1.5或1.7)的界面黏结性能具有积极改善作用,试件破坏模式由界面破坏转为弯扭破坏;混凝土保护层厚度须随I_(s)同步增大,确保混凝土保护层对型钢提供足够的“握裹效应”,避免或削弱弯扭变形的不利影响。通过高斯分布拟合,得到试件整体性能开始出现严重退化时的挠度退化系数,进而对构件整体性能开始出现严重退化时的挠度进行预测。 展开更多
关键词 组合结构 型钢混凝土 钢纤维混凝土 破坏模式 荷载-挠度曲线 能量耗散
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基于损伤比强度理论的约束钢纤维混凝土塑性-损伤模型及应用 被引量：2
3
作者 丁发兴 邓亦南 吴霞 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期89-97,共9页
为建立钢纤维混凝土(SFRC)三轴塑性-损伤模型(CDP),采用普通混凝土三轴塑性-损伤模型构建方法,对已有钢纤维混凝土单轴力学性能试验数据库进行整理分析,提出适用于不同钢纤维体积分数下混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强... 为建立钢纤维混凝土(SFRC)三轴塑性-损伤模型(CDP),采用普通混凝土三轴塑性-损伤模型构建方法,对已有钢纤维混凝土单轴力学性能试验数据库进行整理分析,提出适用于不同钢纤维体积分数下混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量、受压峰值应变与受拉峰值应变的统一计算公式以及钢纤维混凝土单轴受压、受拉应力-应变骨架曲线和卸载刚度表达式。根据钢纤维混凝土损伤比强度理论,推荐了塑性-损伤模型中的三轴强度及其他参数,提出约束钢纤维混凝土三轴塑性-损伤模型。结果表明,在钢筋钢纤维混凝土简支梁静力加载、短柱轴压加载以及悬臂柱低周反复加载的有限元模型分析中,所提模型的计算结果与试验结果符合良好。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 力学性能 塑性-损伤模型 有限元分析
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钢纤维对SAP内养护混凝土动态压缩和弯曲性能的影响
4
作者 司政 宋健 +3 位作者 刘润 杜晓奇 黄灵芝 张飞跃 《应用力学学报》 北大核心 2025年第3期609-619,共11页
为了研究外掺钢纤维对内养护混凝土力学性能的影响,采用高吸水性聚合物(super absorbent polymer,SAP)作为内养护材料,开展了普通混凝土(normal concrete,NC)、内养护混凝土(internal curing concrete,ICC)和钢纤维内养护混凝土(steel f... 为了研究外掺钢纤维对内养护混凝土力学性能的影响,采用高吸水性聚合物(super absorbent polymer,SAP)作为内养护材料,开展了普通混凝土(normal concrete,NC)、内养护混凝土(internal curing concrete,ICC)和钢纤维内养护混凝土(steel fiber internal cured concrete,SFRICC)的动态抗压试验以及四点弯曲梁试验。使用核磁共振仪(nuclear magnetic resonance,NMR)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)研究混凝土内部孔隙结构和微观结构特征,揭示SAP和钢纤维对混凝土力学性能影响机理。结果表明:SFRICC残余强度随钢纤维掺量增加呈现增大趋势;钢纤维显著降低了SAP对混凝土力学性能的削弱作用;SFRICC的力学性能随钢纤维掺量的增加呈现先增大后减小趋势,钢纤维体积含量为1.5%时的SFRICC力学性能增强效果最好。混凝土力学性能呈现出明显的应变率效应。在高应变速率下,钢纤维掺量与SFRICC的动态增强因子(dynamic increase factor,DIF)呈负相关。SAP在促进水泥水化反应的同时,增大混凝土孔隙率和孔径,减少混凝土结构面有效面积,而钢纤维桥接纤维两侧的裂缝,增强了混凝土的完整性,弥补了SAP对混凝土的强度损失,两种材料可以发挥良好的耦合作用。 展开更多
关键词 混凝土 钢纤维 SAP 力学性能 微观机理
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钢纤维地聚物再生混凝土力学性能及强度指标换算
5
作者 董硕 郑立森 +2 位作者 史奉伟 王来 刘哲 《材料导报》 北大核心 2025年第7期96-103,共8页
以再生粗骨料替换率(0%~100%)和钢纤维体积掺量(0%~1.5%)为主要变量,设计制作了240个钢纤维地聚物再生混凝土(SFGRC)试件,并进行各项基本力学性能试验及微观形貌观测。研究结果表明:采用再生粗骨料替换天然骨料,混凝土的各项基本力学性... 以再生粗骨料替换率(0%~100%)和钢纤维体积掺量(0%~1.5%)为主要变量,设计制作了240个钢纤维地聚物再生混凝土(SFGRC)试件,并进行各项基本力学性能试验及微观形貌观测。研究结果表明:采用再生粗骨料替换天然骨料,混凝土的各项基本力学性能均会降低。当钢纤维体积掺量为1.0%时,采用再生粗骨料100%替换天然骨料的SFGRC,其立方体和轴心抗压强度、弹性模量、劈裂抗拉和抗折强度分别降低15%、9%、25%、15%和15%,峰值应变增加24%。除了弹性模量外,钢纤维的掺入可显著提高混凝土的各项力学性能,试件破坏呈延性模式;当再生粗骨料替换率为100%时,掺入1.5%钢纤维的SFGRC后,其立方体和轴心抗压强度、峰值应变、劈裂抗拉和抗折强度分别增加15%、9%、10%、65%、39%。根据试验结果并综合考虑再生粗骨料替换率和钢纤维体积掺量的影响,提出了SFGRC基本强度指标的计算公式及换算关系。 展开更多
关键词 地聚物混凝土 钢纤维 再生粗骨料 力学性能 强度指标 经验公式
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纳米二氧化硅与钢纤维对再生混凝土力学性能的影响
6
作者 王俊波 申贺文 +1 位作者 王永贵 黄旭阳 《武汉科技大学学报》 北大核心 2025年第2期121-132,共12页
为提高再生混凝土的力学性能,通过掺入纳米SiO_(2)与钢纤维对其进行改性。以再生骨料取代率、纳米SiO_(2)及钢纤维掺量为控制参数,利用力学性能试验,分析了不同参数对再生混凝土破坏形态、力学性能、弯曲韧性的影响。结果表明,掺入钢纤... 为提高再生混凝土的力学性能,通过掺入纳米SiO_(2)与钢纤维对其进行改性。以再生骨料取代率、纳米SiO_(2)及钢纤维掺量为控制参数,利用力学性能试验,分析了不同参数对再生混凝土破坏形态、力学性能、弯曲韧性的影响。结果表明,掺入钢纤维有利于改善再生混凝土力学性能,尤其能明显提高混凝土的劈裂抗拉强度及抗折强度。掺入纳米SiO_(2)可使再生混凝土力学性能均有所提高,同时可改善钢纤维再生混凝土延性。与单一掺入钢纤维或纳米SiO_(2)相比,复合掺入纳米SiO_(2)与钢纤维对再生混凝土各项力学性能的提升效果更显著,最佳的纳米SiO_(2)与钢纤维掺量分别为1%、1.5%。掺入纳米SiO_(2)可提高钢纤维再生混凝土的弯曲韧性,复合掺入纳米SiO_(2)与钢纤维对混凝土弯曲韧性的提升效果要优于单独掺入纳米SiO_(2)或钢纤维。建议采用JG/T 472—2015《钢纤维混凝土》标准评价纳米SiO_(2)与钢纤维增强再生混凝土的弯曲韧性。 展开更多
关键词 再生混凝土 再生骨料 纳米SiO_(2) 钢纤维 破坏形态 力学性能 弯曲韧性
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钢纤维和养护制度对超高性能混凝土材料阻尼性能及机理的影响
7
作者 陈昭晖 陶然 汪瑶杰 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期245-253,共9页
考虑钢纤维参数和养护制度等因素,研究了超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)的阻尼性能和机理。结果表明:掺入钢纤维提升了UHPC阻尼性能,纤维体积掺量为2.5%时UHPC阻尼比较未掺时增加了54.9%;减小钢纤维长径比、采... 考虑钢纤维参数和养护制度等因素,研究了超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)的阻尼性能和机理。结果表明:掺入钢纤维提升了UHPC阻尼性能,纤维体积掺量为2.5%时UHPC阻尼比较未掺时增加了54.9%;减小钢纤维长径比、采用标准养护可使UHPC具有更好的阻尼性能。合理选择钢纤维参数和养护制度可制备出兼顾阻尼、强度和经济成本的UHPC材料。考虑钢纤维对UHPC阻尼性能的正负效应,建立了UHPC材料阻尼的半经验预测公式。微观层面上,随钢纤维掺量增加、长径比减小以及采用标准养护制度,UHPC基体中掺入钢纤维形成的纤维-基体界面过渡区、微孔隙和微裂缝等内部缺陷会增多,但有利于UHPC材料通过钢纤维的形变、钢纤维-基体界面间摩擦、微裂缝开合、微孔隙变形以及微孔隙内部空气的柔性缓冲等机制产生阻尼耗能。 展开更多
关键词 超高性能混凝土(UHPC) 钢纤维 养护制度 阻尼性能 微观分析
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单轴受压下钢纤维再生混凝土应力-应变曲线关系研究 被引量：1
8
作者 谢汉梁 梁炯丰 +2 位作者 何春锋 鲁圣鹏 杨文瑞 《混凝土》 北大核心 2025年第1期47-49,55,共4页
为了研究单轴受压下钢纤维的掺量对再生混凝土的影响,制作了48个100 mm×100 mm×300 mm的棱柱体试件(钢纤维体积掺量分别为0、0.6%、0.9%、1.2%,再生骨料取代率分别为0、25%、50%、100%),分析了钢纤维再生混凝土应力-应变曲线... 为了研究单轴受压下钢纤维的掺量对再生混凝土的影响,制作了48个100 mm×100 mm×300 mm的棱柱体试件(钢纤维体积掺量分别为0、0.6%、0.9%、1.2%,再生骨料取代率分别为0、25%、50%、100%),分析了钢纤维再生混凝土应力-应变曲线的变化趋势。结果表明:随着钢纤维掺量的增加,钢纤维再生混凝土的峰值应力、峰值应变和弹性模量逐步增加;但是,随着再生骨料取代率的增加钢纤维再生混凝土的峰值应力和弹性模量均会下降,峰值应变增加。同时基础试验数据的分析,提出钢纤维再生混凝土单轴受压下应力-应变曲线关系的模型。 展开更多
关键词 钢纤维再生混凝土 应力-应变曲线 抗压强度 峰值应变 弹性模量
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现场喷射成型双掺硅粉和钢纤维湿喷混凝土弯曲韧性研究 被引量：1
9
作者 程伟峰 杨虹 +3 位作者 仝德华 张鹏 丁建彤 李海达 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第5期1073-1081,共9页
针对强岩爆、高突涌水、高地应力硐室,采用弓形排状新型钢纤维、新型液态无碱速凝剂、大型湿喷台车+机械臂及钢纤维新型添加工艺系统开展了掺硅粉及钢纤维湿喷混凝土的现场弯曲韧性试验研究。这种能够真实反应湿喷混凝土现场附着硬化性... 针对强岩爆、高突涌水、高地应力硐室,采用弓形排状新型钢纤维、新型液态无碱速凝剂、大型湿喷台车+机械臂及钢纤维新型添加工艺系统开展了掺硅粉及钢纤维湿喷混凝土的现场弯曲韧性试验研究。这种能够真实反应湿喷混凝土现场附着硬化性能的大规模生产性试验研究在中国尚属首次。结果表明:随着硅粉和钢纤维的掺入,附着硬化后的湿喷混凝土初裂荷载和极限荷载提高,弯曲韧性指数、承载能力变化系数及残余强度因子明显改善,开裂后未发生脆性断裂,峰值荷载后的承载力下降缓慢,且作用效果随着纤维掺量的增加而增强,其中40 kg掺量下荷载-挠度曲线有二次硬化现象,材料去脆性化迹象明显,抑制围岩破坏和与围岩同步变形能力得到增强。 展开更多
关键词 硅粉 钢纤维 湿喷混凝土 现场弯曲韧性 喷射成型 大型湿喷台车
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纳米SiO2/钢纤维改性煤矸石地聚物混凝土性能研究 被引量：1
10
作者 周彦森 徐钟 +3 位作者 刘兵兵 孙晓静 杨瑞禧 余昊龙 《人民长江》 北大核心 2025年第2期201-208,共8页
为了提高煤矸石地聚物混凝土的力学性能,探索其工程应用潜力,以煤矸石、矿渣为原料制备地聚物混凝土,研究纳米SiO 2(0~2.5%)和钢纤维(0~1.25%)单独及复合掺入对地聚物混凝土力学性能的影响,并用扫描电子显微镜观察了地聚物混凝土的微观... 为了提高煤矸石地聚物混凝土的力学性能,探索其工程应用潜力,以煤矸石、矿渣为原料制备地聚物混凝土,研究纳米SiO 2(0~2.5%)和钢纤维(0~1.25%)单独及复合掺入对地聚物混凝土力学性能的影响,并用扫描电子显微镜观察了地聚物混凝土的微观形貌,分析改性机理。结果表明:适量的钢纤维或纳米SiO 2掺入均能显著提高地聚物混凝土的力学性能,两者混合使用改性效果则更好。在抗压强度方面,纳米SiO 2改性煤矸石混凝土优于钢纤维;在劈裂抗拉和抗折强度方面,钢纤维改性效果更好。纳米SiO 2和钢纤维的复合使用改性效果更好,是由于纳米SiO 2不仅提高了地聚物凝胶的微密度,而且增强了钢纤维与基体之间的结合。研究结果丰富了纳米SiO 2和钢纤维改性地聚物复合材料性能的知识体系,有助于煤矸石地聚物混凝土的进一步推广应用。 展开更多
关键词 地聚物混凝土 钢纤维 纳米SiO 2 微观形貌 改性机理
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无预应力钢纤维混凝土轨枕力学性能试验研究
11
作者 曲玉福 韩笑东 +1 位作者 郭恩懿 井国庆 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第7期74-78,129,共6页
预应力混凝土轨枕在氯化物环境或极端气候条件作用下,会产生质量和弹性模量损失,导致轨枕寿命下降,限制了其在极端气候线路的长期应用。研究一种基于钢纤维混凝土(SFRC)无预应力轨枕材料,其具有高抗裂能力、高耐久性。首先,提出一种SFR... 预应力混凝土轨枕在氯化物环境或极端气候条件作用下,会产生质量和弹性模量损失,导致轨枕寿命下降,限制了其在极端气候线路的长期应用。研究一种基于钢纤维混凝土(SFRC)无预应力轨枕材料,其具有高抗裂能力、高耐久性。首先,提出一种SFRC的配合比,制作并测试SFRC抗拉、抗压、抗折能力和扩展度;然后,制作无预应力、预应力SFRC轨枕,进行三点抗弯试验,研究SFRC轨枕的抗弯能力;最后,使用图像相关分析技术(DIC)研究SFRC轨枕抗裂能力和裂缝扩展形式。SFRC材料试验结果表明,SFRC抗拉强度为10.5 MPa,是C60混凝土的5倍以上;抗压强度119.5 MPa,是C60混凝土的2倍;抗折强度24.6 MPa,扩展度530.2 mm;试验结果表明,SFRC轨枕在裂缝宽度达到2 mm时有更高的荷载和位移;预应力SFRC轨枕具有最大的抗弯刚度,无预应力SFRC轨枕与普通混凝土轨枕抗弯刚度相近。裂缝扩展分析结果表明,预应力SFRC轨枕开裂荷载为85 kN,无预应力SFRC轨枕开裂荷载为75 kN,相较普通混凝土轨枕分别提升54.5%和36.4%,并且产生的裂缝在破坏早期表现出数量多、宽度小的特点,在结构达到极限强度时,主裂缝宽度会迅速扩展,钢纤维不断拔出,直到彻底发生破坏。无预应力SFRC轨枕和预应力SFRC轨枕的性能均高于普通轨枕,可以满足正线铁路性能需求,在极端气候环境中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 轨枕 钢纤维混凝土(sfrc) 力学性能 三点抗弯试验 裂缝扩展分析 静载抗裂性能
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钢纤维增强喷射混凝土的制备及抗冲击性能研究
12
作者 赵秀丽 张昊 潘慧敏 《混凝土》 北大核心 2025年第4期236-240,共5页
通过改变钢纤维掺量,以凝结时间、流动性、回弹率和一次喷射厚度综合评价混凝土的可喷射性,设计制备出一种可喷射的钢纤维增强混凝土。通过自由落锤冲击性能试验,分析了钢纤维对喷射混凝土抗冲击性能的影响规律。并结合SEM微观分析,揭... 通过改变钢纤维掺量,以凝结时间、流动性、回弹率和一次喷射厚度综合评价混凝土的可喷射性,设计制备出一种可喷射的钢纤维增强混凝土。通过自由落锤冲击性能试验,分析了钢纤维对喷射混凝土抗冲击性能的影响规律。并结合SEM微观分析,揭示了钢纤维在喷射混凝土中的增强增韧机理。研究结果表明:随着钢纤维掺量提高,喷射混凝土凝结时间逐渐减小,回弹率先降低后上升,流动性和一次喷射厚度则呈现先上升后下降的趋势。钢纤维掺量为0.6%时,混凝土可喷射性最好。钢纤维的掺入使试件的初裂和破坏冲击次数出现了明显的增长,且冲击次数随钢纤维掺量的提高而增大,试件平均裂缝宽度与钢纤维掺量呈负相关。钢纤维的存在循环阻滞了裂缝的发展,缓解了裂缝的尖端应力,提高了喷射混凝土材料的韧性。 展开更多
关键词 钢纤维 喷射混凝土 可喷射性 冲击性能 微观分析
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钢纤维再生混凝土劈裂拉伸力学性能与破坏机理
13
作者 孙小飞 吴天乾 +1 位作者 余振鹏 潘丽君 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第3期883-891,共9页
再生骨料相较于普通骨料具有较低的力学性能、较高的吸水率和孔隙率等特征,由其制成的再生混凝土力学性能较差。本文通过掺入钢纤维和强化再生骨料联合方式,结合数字图像相关技术,应用电液伺服试验机对钢纤维再生混凝土劈裂拉伸力学性... 再生骨料相较于普通骨料具有较低的力学性能、较高的吸水率和孔隙率等特征,由其制成的再生混凝土力学性能较差。本文通过掺入钢纤维和强化再生骨料联合方式,结合数字图像相关技术,应用电液伺服试验机对钢纤维再生混凝土劈裂拉伸力学性能展开试验研究。同时应用细微观测试技术,从界面形态和界面尺度角度揭示钢纤维掺量和强化再生骨料对钢纤维再生混凝土受拉力学性能影响机理。结果表明,当钢纤维掺量较高时,混凝土破坏形态受骨料类型的影响不再显著,含有钢纤维的混凝土劈裂拉伸破坏形态呈现多裂缝和韧性特征。强化再生骨料混凝土抗拉强度相比普通混凝土提高了2.56%~3.50%。强化再生骨料混凝土抗拉强度受钢纤维掺量影响最为显著,最大提高幅度为40.50%;强化再生骨料混凝土和再生混凝土抗裂性能受钢纤维掺量影响显著高于普通混凝土。研究成果可为再生混凝土强化研究与工程应用提供重要理论基础。 展开更多
关键词 钢纤维 再生混凝土 强化再生骨料 抗拉强度 微观特征
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钢纤维表面处理对混凝土减振性能的影响
14
作者 詹翔宇 曾晓辉 +4 位作者 彭杰波 龚楠富 张宏波 管吉波 龙广成 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第7期108-118,共11页
为了优化混凝土控制振动的能力,提出了3种通过钢纤维表面改性提高其阻尼从而提升减振性能的方法。将钢纤维使用硅烷偶联剂、乳化沥青、聚氨酯进行表面改性处理,通过振动激励法、显微扫描电镜探究了钢纤维表面处理对混凝土时域曲线、阻... 为了优化混凝土控制振动的能力,提出了3种通过钢纤维表面改性提高其阻尼从而提升减振性能的方法。将钢纤维使用硅烷偶联剂、乳化沥青、聚氨酯进行表面改性处理,通过振动激励法、显微扫描电镜探究了钢纤维表面处理对混凝土时域曲线、阻尼比、能量耗散因子和微观形貌的影响,并分析其影响规律与机理。研究结果表明:3种表面处理均可增大钢纤维混凝土的阻尼比,均在掺量(体积分数)为1%的钢纤维时阻尼比最大;乳化沥青对钢纤维表面处理试验组减振性能提升最为显著,当掺量为1%时,其保持抗压强度为50.5 MPa的同时,阻尼比提升为对照组的221%;钢纤维表面乳化沥青层增大了基体对振动能量的消耗,提高了混凝土的阻尼性能;钢纤维与基体的界面调制方法决定了减振方式,其中硅烷偶联剂表面处理钢纤维可增大纤维与基体黏结力,通过提高纤维与基体的滑移耗能提高振动过程的耗能,聚氨酯表面处理钢纤维可增大钢纤维和基体界面的形变能力和黏弹性,从而提升振动传播过程的耗能,乳化沥青表面处理钢纤维混凝土同时利用这两种方式进行振动过程中的耗能。研究成果提供了一种既满足实际施工中的工作性和强度要求,又具有优良减振性能的混凝土配合比,作为一种新型地铁道床材料减振方式,可为未来的工程实践和研究提供参考。 展开更多
关键词 钢纤维混凝土 减振性能 阻尼比 损耗因子 表面改性
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钢纤维自密实再生混凝土的力学性能 被引量：2
15
作者 余芳 李林柏 姚大立 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第1期264-273,共10页
采用100%(质量分数)再生骨料(RA)的自密实再生混凝土(RASCC)是一种环保且具有高工作性能的绿色建筑材料,但其强度比纯天然混凝土低,这限制了RASCC的工程应用。通过加入钢纤维来提高RASCC的力学性能,采用抗压试验、劈裂抗拉试验和抗弯试... 采用100%(质量分数)再生骨料(RA)的自密实再生混凝土(RASCC)是一种环保且具有高工作性能的绿色建筑材料,但其强度比纯天然混凝土低,这限制了RASCC的工程应用。通过加入钢纤维来提高RASCC的力学性能,采用抗压试验、劈裂抗拉试验和抗弯试验,研究最佳钢纤维体积分数V_(f)和长径比L_(f)/d_(f),并在最佳V_(f)和L_(f)/d_(f)下比较不同RA替代率下RASCC的力学性能。研究结果表明:V_(f)和L_(f)/d_(f)对钢纤维自密实再生混凝土(SFRASCC)流动性的影响大于RA替代率的影响;与不掺钢纤维的RASCC相比,V_(f)为0.25%时,立方体抗压强度提升效果最好,提高了20.9%,而劈裂抗拉强度和抗弯强度则是在V_(f)为0.50%时提升效果最佳,分别提高了50.0%、58.3%;与不掺钢纤维的RASCC相比,L_(f)/d_(f)为33.3时,立方体抗压强度提升效果最好,而劈裂抗拉强度和抗弯强度则是在L_(f)/d_(f)为63.6时提升效果最佳;在钢纤维体积分数、长径比合适的情况下,使用30%RA或100%RA替代天然骨料均可行,但使用100%RA替代更环保。建立的SFRASCC立方体抗压强度和劈裂抗拉强度的计算公式可作参考。 展开更多
关键词 自密实混凝土 再生混凝土 抗压强度 劈裂抗拉强度 钢纤维
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基于声发射的钢纤维再生混凝土动态损伤研究
16
作者 魏天宇 刘鑫 +2 位作者 杨大海 任赟昊 叶雨霞 《建筑材料学报》 北大核心 2025年第6期536-543,共8页
为进一步探究再生粗骨料在绿色建筑中的可持续应用,本文采用巴西圆盘劈拉试验和声发射技术,研究了动态荷载下钢纤维体积分数(0%、0.5%、1.0%、1.5%)、再生粗骨料取代率(0%、30%、50%、100%)和加载速率(0.02、0.20、2.00 mm/s)对钢纤维... 为进一步探究再生粗骨料在绿色建筑中的可持续应用,本文采用巴西圆盘劈拉试验和声发射技术,研究了动态荷载下钢纤维体积分数(0%、0.5%、1.0%、1.5%)、再生粗骨料取代率(0%、30%、50%、100%)和加载速率(0.02、0.20、2.00 mm/s)对钢纤维再生混凝土力学性能和内部损伤演化规律的影响。结果表明:再生粗骨料会降低再生混凝土的动态劈拉强度,而掺入1.0%和1.5%钢纤维不仅可以有效改善这种负面影响,还能增强混凝土的韧性和吸能能力;钢纤维再生混凝土动态劈拉强度增幅最大可达17%。此外,利用上升角和平均频率的变化来反映混凝土的动态裂纹形态演变过程,发现剪切裂纹数量占比随加载速率增大而增加。 展开更多
关键词 声发射 巴西圆盘劈拉试验 损伤演化 力学性能 钢纤维再生混凝土
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钢纤维混凝土栓钉-橡胶组合连接件疲劳性能分析
17
作者 张俊豪 刘世忠 +4 位作者 栗振锋 毛敏 郭文龙 郭京京 刘俊俊 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期104-110,146,共8页
为探究钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced concrete,SFRC)栓钉-橡胶组合连接件的疲劳性能,结合文献疲劳试验,采用ABAQUS与FE-SAFE软件建立试件有限元模型并进行静力性能与疲劳寿命计算,结果与文献试验值基本吻合。以剪应力幅、橡胶... 为探究钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced concrete,SFRC)栓钉-橡胶组合连接件的疲劳性能,结合文献疲劳试验,采用ABAQUS与FE-SAFE软件建立试件有限元模型并进行静力性能与疲劳寿命计算,结果与文献试验值基本吻合。以剪应力幅、橡胶套高度和栓钉直径等为控制参数,分析SFRC栓钉-橡胶组合连接件的疲劳寿命变化规律,并根据分析结果参考Eurocode 4拟合出SFRC栓钉-橡胶组合连接件的疲劳寿命计算公式。研究结果表明:通过ABAQUS与FE-SAFE相结合的方式能够较好地实现SFRC栓钉-橡胶组合连接件的疲劳性能分析;组合连接件的疲劳破坏位置均发生于栓钉根部焊缝处;与普通栓钉连接件相比,加入橡胶套的组合连接件在200万次疲劳荷载作用下的应力幅下降40%左右;组合连接件的疲劳寿命随着栓钉直径的增大逐渐增加,随着橡胶套高度的增加逐渐降低;提出的疲劳寿命计算公式在200万次疲劳荷载下的应力幅均明显低于各国现有规范,采用本文计算公式预测SFRC栓钉-橡胶组合连接件的疲劳寿命更加安全,为SFRC栓钉-橡胶组合连接件的设计应用提供了参考。 展开更多
关键词 栓钉-橡胶组合连接件 钢纤维混凝土 有限元 FE-SAFE 疲劳寿命 应力幅
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分散工艺对镀铜钢纤维增强废弃陶瓷粉超高性能混凝土力学性能的影响
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作者 张立卿 余家乐 +6 位作者 肖振荣 潘延念 龚良勇 熊进刚 李希友 王云洋 许开成 《混凝土》 北大核心 2025年第1期40-46,共7页
绿色低碳超高性能混凝土的发展是应对混凝土结构日益恶劣的服役环境和实现中国在2060年实现碳中和的宏伟目标的重要途径之一。利用废弃陶瓷粉取代25%的水泥并引入良好耐久性的镀铜钢纤维制备绿色低碳超高性能混凝土。镀铜钢纤维的分散... 绿色低碳超高性能混凝土的发展是应对混凝土结构日益恶劣的服役环境和实现中国在2060年实现碳中和的宏伟目标的重要途径之一。利用废弃陶瓷粉取代25%的水泥并引入良好耐久性的镀铜钢纤维制备绿色低碳超高性能混凝土。镀铜钢纤维的分散状态无疑对其增强增韧效果的发挥具有重要影响。因此,探索了两种镀铜钢纤维分散方式(均匀筛入和直接倒入)对废弃陶瓷粉超高性能混凝土的流动性、抗折强度、断裂韧性、抗压强度、压缩韧性、折压比的影响规律。研究结果表明:通过均匀筛入法掺入镀铜钢纤维对废弃陶瓷粉超高性能混凝土抗折强度、抗压强度、折压比和断裂能的增强增韧效果均优于直接倒入,但对压缩功的提高效果稍弱于直接倒入。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 废弃陶瓷粉 镀铜钢纤维 分散工艺 力学性能
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含水率对镀铜钢纤维超高性能混凝土自感知性能的影响
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作者 张立卿 刘秋萍 +3 位作者 潘延念 熊信福 熊进刚 许开成 《功能材料》 北大核心 2025年第2期2186-2194,共9页
镀铜钢纤维增强废弃陶瓷超高性能混凝土(CSF-UHPC)具有导电性好、灵敏度高等优势,在混凝土结构健康监测领域具有广阔的应用前景。但混凝土结构在服役过程中往往会暴露在不同的湿度环境下,含水率变化会影响其导电性能,进而影响其自感知... 镀铜钢纤维增强废弃陶瓷超高性能混凝土(CSF-UHPC)具有导电性好、灵敏度高等优势,在混凝土结构健康监测领域具有广阔的应用前景。但混凝土结构在服役过程中往往会暴露在不同的湿度环境下,含水率变化会影响其导电性能,进而影响其自感知性能。因此,研究了CSF-UHPC在不同加载条件下含水率对其自感知性能的影响规律,并比较了不同因素对其自感知性能的影响程度。研究结果表明,在各种加载条件下,CSF-UHPC的自感知性能均随含水率的降低而降低。含水率降低引起的电阻率变化率、应力灵敏度和应变灵敏度降低率均随着加载幅值和加载速率的增大而增大。CSF-UHPC在完全干燥后的电阻率变化率、应力灵敏度和应变灵敏度降低率最大分别可达75.44%、76.32%和70.96%。由雷达图分析结果可知,不同环境因素对CSF-UHPC自感知性能的影响程度从大到小依次为:加载幅值、含水率和加载速率。 展开更多
关键词 超高性能混凝土 含水率 自感知性能 镀铜钢纤维 废弃陶瓷粉
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高性能钢纤维混凝土对锚栓受拉行为影响研究
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作者 张岳峰 陈昭 +3 位作者 刘佳俊 王菁 刘兵 李福海 《混凝土》 北大核心 2025年第5期43-48,共6页
鉴于国内外以高性能混凝土(HPSFRC)为基材的锚栓等连接件锚固行为的研究还较匮乏。对安装于HPSFRC中的后锚固膨胀锚栓进行了拉拔试验,以研究锚栓受拉行为。将纤维掺量(0.5%和1.0%)和锚固深度(25 mm、35 mm和45 mm)作为试验变量。分析了... 鉴于国内外以高性能混凝土(HPSFRC)为基材的锚栓等连接件锚固行为的研究还较匮乏。对安装于HPSFRC中的后锚固膨胀锚栓进行了拉拔试验,以研究锚栓受拉行为。将纤维掺量(0.5%和1.0%)和锚固深度(25 mm、35 mm和45 mm)作为试验变量。分析了不同试验因素和水平下锚栓的拉拔荷载位移行为,以及已有锚栓抗拉承载力预测模型(CCD和Toth模型)对HPSFRC中锚栓受拉试验承载力预测的准确性。研究发现:加入钢纤维的混凝土中锚栓的拉拔破坏模式、破坏裂缝形态、极限拉拔承载力和锚固性能都与其在普通混凝土中显著不同。随纤维掺量增多,主导破坏模式由锥体破坏向穿出破坏转变,且拉拔承载力增大、锚固刚度减小、锚固延性增大。锥体破坏模式下混凝土的开裂呈现多裂缝形态,显微镜视角下纤维多横跨裂缝两侧形成“桥接”。增大锚固深度,同样会导致更高的拉拔承载力且锚固刚度减小。HPSFRC中发生相应破坏模式的锚固深度/锚栓直径(H_(ef)/D)阈值远小于普通混凝土中的阈值。基材为HPSFRC,CCD模型会显著低估锚栓拉拔承载力,Toth模型的锚栓承载力预测值则较准确。 展开更多
关键词 高性能钢纤维混凝土 后锚固膨胀锚栓 拉拔试验 抗拉承载力 预测模型
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