圓錐頭鋼纖維的單根拔出試驗(yàn)和理論分析.pdf

1、本文借鑒珍珠母的微觀楔形結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并制備端部具有不同錐角(0°、2°、5°和7°)的圓錐頭鋼纖維。并將鋼纖維帶錐角的一端埋入水泥砂漿基體，進(jìn)行了一系列拔出測試。建立了鋼纖維圓錐頭端部從基體中穩(wěn)定拔出的理論模型。本文對埋入水泥砂漿基體的鋼纖維進(jìn)行了靜態(tài)拔出試驗(yàn)。靜態(tài)測試的鋼纖維具有不同的錐角，根據(jù)表面是否處理分為有化學(xué)粘結(jié)與無化學(xué)粘結(jié)兩種（在一定程度上可以反映基體與纖維的摩擦系數(shù)），并使用MTS萬能試驗(yàn)機(jī)和自行設(shè)計(jì)的夾具測試了圓錐頭鋼纖維

2、從水泥砂漿基體中以不同加載速度(2.5mm/min、25mm/min、250mm/min)拔出的力和位移，并計(jì)算得到最大拔出力和拔出功。結(jié)果表明，鋼纖維端部的錐角對鋼纖維的最大拔出力有積極的影響;拔出速度對各種角度鋼纖維的最大拔出力并無一致影響。小角度鋼纖維的等效粘結(jié)強(qiáng)度會隨著錐角角度的增加而增加，而大錐角鋼纖維因?yàn)榛w的破壞其等效粘結(jié)強(qiáng)度較小;從整體上看，有粘結(jié)鋼纖維的最大拔出力比無粘結(jié)鋼纖維最大拔出力要大;2°錐角鋼纖維拔出力所做的

3、功最大，纖維表面是否處理對拔出功無明顯影響;無粘結(jié)鋼纖維試件破壞時鋼纖維的拔出位移總是最大。
　　本文利用落錘沖擊儀器對埋入水泥砂漿基體的2°和5°錐角鋼纖維進(jìn)行了動態(tài)沖擊拔出測試。系統(tǒng)地研究了鋼纖維端部錐角、加載速度對圓錐頭鋼纖維從水泥砂漿中動態(tài)沖擊拔出結(jié)果的影響。結(jié)果表明，動態(tài)拔出試驗(yàn)中，鋼纖維錐角角度對最大拔出力存在影響，且影響效果與沖擊拔出的速度有關(guān);從整體上來看，隨著沖擊速度的增大，最大拔出力有明顯的增大趨勢。錐角角度與

4、拔出功并沒有確定的相關(guān)關(guān)系;從整體上看，沖擊速度的增加會使得鋼纖維與基體等效粘結(jié)強(qiáng)度相應(yīng)增加;鋼纖維錐角角度對鋼纖維與基體等效粘結(jié)強(qiáng)度存在影響。
　　本文建立了鋼纖維圓錐頭的部分從基體中以穩(wěn)定狀態(tài)拔出的模型，計(jì)算了圓錐頭部分從基體中拔出的拉拔力F和Fθ＞0/Fθ=0關(guān)于各參數(shù)的表達(dá)式。結(jié)果表明，對拉拔力F和Fθ＞0/Fθ=0的影響最大的參數(shù)有基體強(qiáng)度σC圓錐頭端部的錐角θ和圓錐頭端部與基體的摩擦系數(shù)f,基體彈性模量E、水泥砂漿基體