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钢纤维自密实混凝土弯曲韧性和剪切韧性试验研究

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土木工程学报 2010年第11期43卷 55-63页

作者：丁一宁刘思国大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 中交天津港湾工程研究院有限公司天津300222

弯曲韧性和剪切韧性是反映构件在复合受力状态下耗能能力的重要指标。采用三点弯曲试验研究不同纤维掺量下钢纤维自密实混凝土的弯曲韧性,通过改进的单面直接剪切试验,研究钢纤维自密实混凝土的剪切韧性,应用统计分析的方法确定受剪试... 详细信息

弯曲韧性和剪切韧性是反映构件在复合受力状态下耗能能力的重要指标。采用三点弯曲试验研究不同纤维掺量下钢纤维自密实混凝土的弯曲韧性,通过改进的单面直接剪切试验,研究钢纤维自密实混凝土的剪切韧性,应用统计分析的方法确定受剪试件的初裂剪切位移值,提出剪切开裂后不同剪切位移下的能量吸收值和等效抗剪强度的计算方法,对比分析纤维掺量和受剪面高度对钢纤维自密实混凝土的剪切韧性的影响规律。研究结果表明:钢纤维可提高自密实混凝土的抗弯强度和名义抗剪强度,明显改善混凝土的受弯或受剪时的能量吸收能力,使混凝土在峰值荷载后仍具有较高的承载能力;钢纤维掺量增加时混凝土在弯矩或剪力作用下的能量吸收能力和等效强度增加,受剪面高度增加时混凝土的能量吸收能力增加,等效抗剪强度降低。

关键词：钢纤维自密实混凝土弯曲韧性剪切韧性等效抗剪强度

结构型纤维对混凝土弯曲韧性和裂缝表面形态的影响

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复合材料学报 2020年第9期37卷 2303-2313页

作者：曾伟丁一宁大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室大连116024

为了研究结构型聚丙烯纤维、结构型钢纤维及混杂纤维(包括结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维)对混凝土弯曲韧性及裂缝表面形态的影响,参照RILEM TC 162-TDF[10]标准进行混凝土开口梁的三点弯曲试验。利用激光扫描仪对每个试件裂缝表面形... 详细信息

为了研究结构型聚丙烯纤维、结构型钢纤维及混杂纤维(包括结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维)对混凝土弯曲韧性及裂缝表面形态的影响,参照RILEM TC 162-TDF[10]标准进行混凝土开口梁的三点弯曲试验。利用激光扫描仪对每个试件裂缝表面形态进行信息采集。基于裂缝表面信息,计算了四种裂缝表面粗糙程度参数(即裂缝粗糙度(RN)、分形维数(D)、z坐标正态分布的标准差(σz)和裂缝曲折度(τ)),并比较分析了裂缝表面粗糙程度参数与弯曲韧性参数之间的相关性。研究表明:随着纤维掺量的增多,混凝土弯曲韧性和裂缝表面粗糙程度均随之增大。与结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维相比,混杂纤维在提高混凝土弯曲韧性和增大混凝土裂缝表面粗糙度方面均展现出正混杂效应。与分形维数D、z坐标正态分布标准差σz和裂缝曲折度τ相比,裂缝粗糙度RN与纤维增强混凝土梁弯曲韧性参数的相关性最为显著,且存在指数函数关系。基于该函数关系,可借助纤维增强混凝土梁的弯曲试验快速估测裂缝表面的粗糙程度。

关键词：结构型纤维弯曲韧性激光扫描裂缝表面形态粗糙度

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纤维对混凝土筒体高温下变形的影响

建筑材料学报 2018年第5期21卷 786-790,810页

作者：柳根金丁一宁大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

通过燃烧液化气模拟隧道火灾的高温作用,研究了普通钢筋网、单掺及混掺钢纤维(SF)和聚丙烯(PP)纤维对混凝土筒体在明火高温下以及高温冷却后的变形性能,对比了不同纤维类型和纤维掺量(质量)下筒体经历1次和2次高温循环后的径向位移、高... 详细信息

通过燃烧液化气模拟隧道火灾的高温作用,研究了普通钢筋网、单掺及混掺钢纤维(SF)和聚丙烯(PP)纤维对混凝土筒体在明火高温下以及高温冷却后的变形性能,对比了不同纤维类型和纤维掺量(质量)下筒体经历1次和2次高温循环后的径向位移、高温后的残余径向位移,分析了承受高温过程中混凝土筒体筒壁温度以及筒壁内外温差的变化特点.结果表明:在热气温度稳定阶段末期,混凝土筒体内外温差、径向位移均达到最大值;单掺钢纤维、混掺钢纤维与聚丙烯纤维对减少混凝土筒体在高温作用下的径向位移有显著作用;高温循环使筒体产生径向残余变形,而混杂纤维对限制筒体高温后的残余径向位移具有正混杂效应.

关键词：高温钢纤维聚丙烯纤维混杂纤维径向位移

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钢纤维对混凝土单轴受压损伤本构模型的影响

建筑材料学报 2015年第2期18卷 214-220页

作者：宁喜亮丁一宁大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

基于Weibull统计分布理论和等效应变假设,推导出纤维混凝土（SFRC）受压损伤本构模型.为更好地描述钢纤维对混凝土受压损伤的影响,模型中引入考虑纤维体积分数与纤维几何特征的纤维因子.结合纤维混凝土单轴受压试验数据,对模型中的参数... 详细信息

基于Weibull统计分布理论和等效应变假设,推导出纤维混凝土（SFRC）受压损伤本构模型.为更好地描述钢纤维对混凝土受压损伤的影响,模型中引入考虑纤维体积分数与纤维几何特征的纤维因子.结合纤维混凝土单轴受压试验数据,对模型中的参数进行修正,并将修正后的理论曲线与试验曲线进行比较.为验证模型的有效性,分别选取压应变为1.5εpk,2.0εpk处的压应力试验值与预测值进行对比.结果表明：理论曲线与试验曲线吻合较好,该模型在压应变为0～1.5εpk时可有效地描述单轴受压状态下纤维混凝土的损伤扩展过程以及纤维对峰值应力后的混凝土受压性能的改善作用.

关键词： Weibull分布纤维因子损伤模型应力-应变关系损伤变量

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结构型纤维对开裂混凝土渗透性能的影响

土木工程学报 2017年第10期50卷 62-68页

作者：李冬丁一宁大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为研究结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维对带裂缝混凝土渗透性能的影响,通过圆饼试件的反馈劈拉试验预制不同宽度等级的裂缝,借助数码显微镜(supereyes)对不同位置处的裂缝宽度进行测量,利用自行设计的常水头渗透实验装置对带裂缝圆饼试... 详细信息

为研究结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维对带裂缝混凝土渗透性能的影响,通过圆饼试件的反馈劈拉试验预制不同宽度等级的裂缝,借助数码显微镜(supereyes)对不同位置处的裂缝宽度进行测量,利用自行设计的常水头渗透实验装置对带裂缝圆饼试件的渗透率进行测定,利用激光扫描仪对试件开裂面形态进行测量。对比分析了结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维对开裂混凝土渗透性能的影响。研究表明:素混凝土试件在劈拉试验中发生脆性破坏,而掺入结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维的试件开裂后均表现出较好的韧性,裂缝宽度得到较好的控制;随着裂缝宽度的增大,开裂混凝土的渗透率增大;结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维提高了试件开裂面的曲折度和粗糙度,与同等裂缝宽度的素混凝土试件相比,掺加结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维试件的渗透率有不同程度的降低。修正后的泊肃叶定律(Poiseuille law)可以反映结构型聚丙烯纤维和结构型钢纤维对开裂混凝土渗透率的影响。

关键词：结构型纤维开裂混凝土渗透性泊肃叶定律

钢筋与结构型合成纤维对混凝土抗冲击性能混杂效应的分析

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振动与冲击 2017年第2期36卷 123-128页

作者：李冬丁一宁大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为了研究钢筋与结构型合成纤维混杂后对混凝土抗冲击性能的影响,采用改进的自由落球冲击试验装置,对素混凝土、钢筋混凝土、结构型合成纤维增强混凝土以及钢筋-结构型合成纤维混杂增强的混凝土试件的抗冲击性能进行了试验研究,分析了钢... 详细信息

为了研究钢筋与结构型合成纤维混杂后对混凝土抗冲击性能的影响,采用改进的自由落球冲击试验装置,对素混凝土、钢筋混凝土、结构型合成纤维增强混凝土以及钢筋-结构型合成纤维混杂增强的混凝土试件的抗冲击性能进行了试验研究,分析了钢筋、结构型合成纤维以及钢筋与结构型合成纤维混杂后对混凝土抗冲击性能的影响及其增强机理。同时,利用Weibull分布理论分析了试件初裂冲击次数和破坏冲击次数的分布规律。研究表明:结构型合成纤维可以提高混凝土抗冲击性能;对于提高混凝土的抗冲击性能,钢筋与结构型合成纤维表现出显著的正混杂效应;两参数Weibull分布能较好的描述钢筋-结构型合成纤维混凝土抗冲击次数的分布特征。

关键词：自由落锤冲击试验抗冲击性能混杂效应 Weibull分布

钢纤维对玄武岩纤维编织网增强混凝土板双向弯曲性能的影响

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复合材料学报 2019年第2期36卷 482-490页

作者：李冬丁一宁大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室大连116024

为了研究钢纤维对玄武岩纤维网格布增强混凝土方板双向受弯性能的影响,借鉴欧洲EFNARC标准,利用四边简支方板试验,分别对素混凝土方板、玄武岩纤维网格布增强混凝土方板、钢纤维增强混凝土方板及钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂增强混凝... 详细信息

为了研究钢纤维对玄武岩纤维网格布增强混凝土方板双向受弯性能的影响,借鉴欧洲EFNARC标准,利用四边简支方板试验,分别对素混凝土方板、玄武岩纤维网格布增强混凝土方板、钢纤维增强混凝土方板及钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂增强混凝土方板的弯曲性能进行研究,同时与传统钢筋网混凝土方板的弯曲性能进行对比,分析了网格布对混凝土方板的双向增强效果,探讨了钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂使用代替传统钢筋网的可行性。结果表明:玄武岩纤维网格布可以改善方板的内力重分布,显著提高其承载力,但是破坏时脆性特征明显;钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂使用表现出显著的正混杂效应,方板的韧性明显提高;在正常使用极限状态下,30kg/m3的钢纤维与玄武岩纤维网格布混杂方板的弯曲性能高于传统钢筋网混凝土方板,说明钢纤维与玄武岩纤维编织网混杂使用可以代替传统钢筋网。

关键词：钢纤维玄武岩纤维网格布双向板混杂效应内力重分布

纤维对GFRP筋与混凝土粘结及锚固性能的影响

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哈尔滨工程大学学报 2015年第7期36卷 911-916页

作者：宁喜亮丁一宁大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为了研究结构型纤维对GFRP筋与混凝土粘结性能的影响,对36个中心拉拔试件进行试验,主要变化参数为纤维掺量和粘结长度。考虑结构型纤维对GFRP筋与混凝土基体粘结性能的改善作用,改进了ACI 440.1R-06中GFRP筋与混凝土之间锚固长度的计算... 详细信息

为了研究结构型纤维对GFRP筋与混凝土粘结性能的影响,对36个中心拉拔试件进行试验,主要变化参数为纤维掺量和粘结长度。考虑结构型纤维对GFRP筋与混凝土基体粘结性能的改善作用,改进了ACI 440.1R-06中GFRP筋与混凝土之间锚固长度的计算公式。研究结果表明：掺加2~6 kg/m3的结构型合成纤维,可使GFRP筋与混凝土基体的极限粘结应力提高12%~35%;纤维掺量相同的情况下,极限粘结应力随粘结长度的增加而降低。将改进公式与不同规范中GFRP筋锚固长度公式的计算结果进行对比,建议的公式能够较为合理地反映结构型纤维对GFRP筋与混凝土粘结性能的影响。

关键词： GFRP筋纤维粘结应力-滑移曲线粘结强度锚固长度

钢纤维对喷射混凝土方板早龄期弯曲性能的影响

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建筑材料学报 2017年第1期20卷 78-82页

作者：李冬丁一宁大连理工大学海岸与近海工程国家重点实验室辽宁大连116024

为了研究隧道支护层钢纤维喷射混凝土在早龄期的力学性能,参照欧洲喷射混凝土标准(EFNARC),对不同掺量的钢纤维喷射混凝土方板进行试验研究,并与传统钢筋挂网喷射混凝土方板进行了对比.通过对10,30,48h龄期钢纤维喷射混凝土方板的荷载-... 详细信息

为了研究隧道支护层钢纤维喷射混凝土在早龄期的力学性能,参照欧洲喷射混凝土标准(EFNARC),对不同掺量的钢纤维喷射混凝土方板进行试验研究,并与传统钢筋挂网喷射混凝土方板进行了对比.通过对10,30,48h龄期钢纤维喷射混凝土方板的荷载-位移曲线及能量吸收能力的比较,分析了不同钢纤维掺量喷射混凝土方板与钢筋挂网喷射混凝土方板的弯曲性能.结果表明:钢纤维可以显著提高早龄期混凝土的抗冲切能力;当钢纤维掺量超过20kg/m^3时,钢纤维喷射混凝土方板由脆性冲切破坏变为弯曲破坏.

关键词：喷射混凝土早龄期钢纤维方板试验