基于统一相场理论和内聚力模型的钢纤维混凝土界面过渡区力学性能研究
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新疆大学建筑工程学院

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TU528

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国家自然科学基金项目(面上项目,重点项目,重大项目)


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College of Architecture and Civil Engineering, Xinjiang University

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    在钢纤维混凝土中,钢纤维与混凝土的接触部分(即界面过渡区)是钢纤维混凝土发生损伤、断裂的薄弱区域,对结构的承载力有决定性影响。由于界面过渡区细观结构的复杂性,细观试验研究困难且具有较大局限性,因此数值模拟成为研究其力学性能的重要手段。为探究数值模拟中界面过渡区不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其损伤、破坏过程的影响,本文基于统一相场理论和内聚力模型,针对含单根钢纤维的混凝土拉伸试验,采用两种方法建立钢纤维混凝土界面过渡区的数值计算模型,对比分析不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其破坏形态的影响,并考察不同因素对含单根钢纤维的混凝土极限抗拉强度的影响。结果表明:对混凝土基体部分采用相场断裂模型、界面过渡区采用内聚力模型,无论是计算结果还是细观破坏形态,都具有较好的准确性和可靠性;初始裂缝位置取30 mm和35 mm的钢纤维混凝土抗拉强度比取25 mm时分别提高30.8%和75.7%,钢纤维埋置角度为15°、30°和45°时的钢纤维混凝土抗拉强度比0°时分别降低12.2%、30.8%和48.9%,钢纤维增强作用受初始裂缝位置及钢纤维埋置角度影响较大,受钢纤维直径影响相对较小。为研究钢纤维混凝土的损伤、断裂过程提供理论依据和参考。

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  • 收稿日期:2023-01-06
  • 最后修改日期:2023-03-17
  • 录用日期:2023-03-17
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