基于內(nèi)聚力模型的鋼纖維水泥基材料界面性能分析.pdf

1、鋼纖維混凝土由于其自身優(yōu)良的工作性能而被廣泛的應(yīng)用于建筑、水利、橋梁等工程中。在混凝土基體中加入鋼纖維能夠從微觀機(jī)制提高混凝土基體的延性、韌性、抗拉強度、抗沖擊性能及抗裂性。然而由于混凝土與纖維之間薄弱的界面層使得鋼纖維的增強與增韌效果不能充分發(fā)揮出來。界面的粘結(jié)性能作為鋼纖維混凝土微觀力學(xué)性能的核心，一般通過纖維拔出試驗測得。但只通過試驗測定存在一定局限性。本文利用ABAQUS有限元軟件，基于內(nèi)聚力模型研究了鋼纖維從混凝土基體中拔出的

2、整個過程，為鋼纖維混凝土的斷裂特性研究提供了參考。
　　本文首先基于內(nèi)聚力模型建立了鋼纖維拔出的三相有限元模型，在鋼纖維與混凝土基體之間設(shè)置內(nèi)聚力單元模擬界面層。通過試算得出鋼纖維拔出的內(nèi)聚力參數(shù)，并通過試驗數(shù)據(jù)對得出的內(nèi)聚力參數(shù)進(jìn)行驗證。研究了內(nèi)聚力模型的斷裂能與最大應(yīng)力兩個參數(shù)對鋼纖維拉拔特性的影響，從而給出合理選取內(nèi)聚力參數(shù)的方法，并得到了鋼纖維從混凝土基體中拔出的內(nèi)聚力參數(shù)具體數(shù)值。
　　其次，基于上述方法選取的鋼纖

3、維混凝土內(nèi)聚力參數(shù)，使用內(nèi)聚力單元模擬鋼纖維與混凝土基體之間的界面層，建立了直鋼纖維從混凝土基體中拔出的有限元模型。分析了鋼纖維拔出時界面層的切應(yīng)力與Mises等效應(yīng)力的分布情況。建立有限元模型分析了界面彈性模量、鋼纖維埋入深度與鋼纖維長徑比三種因素對界面應(yīng)力的影響。分析了界面彈性模量、鋼纖維埋入深度與鋼纖維長徑比三種因素對鋼纖維軸向拉拔特性的影響。
　　最后，基于上述方法選擇的鋼纖維混凝土內(nèi)聚力參數(shù)，對鋼纖維的拔出特性進(jìn)行了分析