玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土的斷裂性能數(shù)值模擬研究.pdf

1、普通混凝土存在自重大、抗拉強(qiáng)度低、高脆低韌等缺陷，而玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土作為一種新型建筑材料具有強(qiáng)度高、韌性好、耐磨耐沖擊性能好、抗腐蝕能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但目前對(duì)玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土性能的研究還處在起步階段，主要集中于基本力學(xué)性能研究方面，對(duì)其斷裂性能的研究很少，尤其是對(duì)其斷裂性能的數(shù)值模擬研究基本處于空白狀態(tài)。因此本文針對(duì)目前的研究狀況開展了玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土斷裂性能的數(shù)值模擬研究，具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　

2、本文中的數(shù)值模擬研究采用彌散開裂模型，為獲得其相關(guān)參數(shù)，相繼開展了立方體抗壓、棱柱體軸心抗壓、圓柱體劈裂抗拉及三點(diǎn)彎曲梁斷裂等試驗(yàn)研究。為研究玄武巖纖維對(duì)活性粉末混凝土力學(xué)性能的影響，給出了五種（0％、0.5%、1%、1.5%、2%）不同的玄武巖纖維體積摻量?；谠囼?yàn)結(jié)果及相關(guān)理論，提出了適用于玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土斷裂性能數(shù)值模擬的單軸壓縮應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線、單軸拉伸軟化應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線及斷裂能等參數(shù)。
　　利用所得參數(shù)在A

3、BAQUS有限元分析軟件中建立彌散開裂模型，對(duì)不同玄武巖纖維體積摻量的三點(diǎn)彎曲梁進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，給出了玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土斷裂破壞過(guò)程分析及裂紋發(fā)展規(guī)律，分別得到了加載點(diǎn)荷載—位移(P~δ)和荷載—裂縫開口位移(P~CMOD)的模擬曲線，與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：加載點(diǎn)荷載峰值相對(duì)偏差在5%左右，加載點(diǎn)最大位移值相對(duì)偏差在10%左右，裂縫開口最大位移相對(duì)偏差在8%左右。試驗(yàn)結(jié)果曲線與數(shù)值模擬曲線大體吻合較好，說(shuō)明所建

4、立的彌散開裂數(shù)值模型能夠較好地反映出玄武巖纖維增強(qiáng)活性粉末混凝土試件的斷裂全過(guò)程。
　　在數(shù)值模型參數(shù)基礎(chǔ)上，繼續(xù)利用ABAQUS有限元軟件對(duì)玄武巖纖維體積摻量為1%的活性粉末混凝土在不同縫高比、不同高度及不同跨高比等幾何參數(shù)下進(jìn)行三點(diǎn)彎曲梁斷裂數(shù)值模擬分析，得到了加載點(diǎn)荷載—位移(P~δ)和荷載—裂縫開口位移(P~CMOD)的模擬曲線，給出了縫高比、梁高及跨高比不同對(duì)斷裂性能的影響。結(jié)果表明：隨著模型試件縫高比、高度及跨高比的變