玄武巖纖維增強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、抗拉強度低、高脆低韌等缺陷，而玄武巖纖維增強活性粉末混凝土作為一種新型建筑材料具有強度高、韌性好、耐磨耐沖擊性能好、抗腐蝕能力強等優(yōu)點。但目前對玄武巖纖維增強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，對其斷裂性能的研究很少，尤其是對其斷裂性能的數(shù)值模擬研究基本處于空白狀態(tài)。因此本文針對目前的研究狀況開展了玄武巖纖維增強活性粉末混凝土斷裂性能的數(shù)值模擬研究，具體研究內(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彎曲梁斷裂等試驗研究。為研究玄武巖纖維對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。基于試驗結(jié)果及相關(guān)理論，提出了適用于玄武巖纖維增強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，對不同玄武巖纖維體積摻量的三點彎曲梁進行了數(shù)值模擬研究，給出了玄武巖纖維增強活性粉末混凝土斷裂破壞過程分析及裂紋發(fā)展規(guī)律，分別得到了加載點荷載—位移(P~δ)和荷載—裂縫開口位移(P~CMOD)的模擬曲線，與試驗結(jié)果進行對比分析。結(jié)果表明：加載點荷載峰值相對偏差在5%左右，加載點最大位移值相對偏差在10%左右，裂縫開口最大位移相對偏差在8%左右。試驗結(jié)果曲線與數(shù)值模擬曲線大體吻合較好，說明所建

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活性粉末混凝土試件的斷裂全過程。
　　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)下進行三點彎曲梁斷裂數(shù)值模擬分析，得到了加載點荷載—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