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聚丙烯纤维加筋固化尾砂强度及变形特性

工程科学学报 2019年第12期41卷 1618-1626页

作者：徐文彬李乾龙田明明中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 渥太华大学土木工程系渥太华K1N6N5

针对胶结充填体脆性强、易开裂等问题,以聚丙烯纤维为加筋材料,通过设置水泥与尾砂质量比为1∶10和1∶20,纤维掺量为0、0.05%、0.15%和0.25%的充填体进行无侧限抗压强度试验,探究纤维掺量对胶结充填体强度及变形特性的影响,借助扫描电镜... 详细信息

针对胶结充填体脆性强、易开裂等问题,以聚丙烯纤维为加筋材料,通过设置水泥与尾砂质量比为1∶10和1∶20,纤维掺量为0、0.05%、0.15%和0.25%的充填体进行无侧限抗压强度试验,探究纤维掺量对胶结充填体强度及变形特性的影响,借助扫描电镜(SEM),从微观角度探讨纤维对充填体力学性质的作用机制.研究结果表明:充填料浆的屈服应力随纤维掺量增加呈线性增大,其流态模型符合Bingham流体;随着纤维掺量的增加,充填体的无侧限抗压强度呈先增大后减小趋势,纤维最优掺量为0.15%;掺入纤维有效地减缓了裂纹的扩展,约束了充填体的变形,充填体的峰后应变软化延长,残余强度增大,破坏特征由脆性向延性转变;纤维的加固效果主要受纤维与尾砂−水泥基体界面之间的黏结与摩擦作用控制.

关键词：胶结充填体聚丙烯纤维屈服应力抗压强度扫描电镜破坏特征

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聚丙烯纤维加筋黄土的抗剪强度和崩解特性

交通运输工程学报 2021年第2期21卷 82-92页

作者：卢浩晏长根贾卓龙兰恒星石玉玲杨晓华张志权广东华路交通科技有限公司广东广州510420 长安大学公路学院陕西西安710064 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 长安大学建筑工程学院陕西西安710064

为检验聚丙烯纤维加筋黄土对边坡坡面的防护效果,基于室内直剪试验和崩解试验,研究了纤维含量、纤维长度及含水率对加筋黄土抗剪强度和抗崩解特性的影响,获得了加筋黄土的最佳配比,并以此为基础开展了现场坡面防护试验。研究结果表明:... 详细信息

为检验聚丙烯纤维加筋黄土对边坡坡面的防护效果,基于室内直剪试验和崩解试验,研究了纤维含量、纤维长度及含水率对加筋黄土抗剪强度和抗崩解特性的影响,获得了加筋黄土的最佳配比,并以此为基础开展了现场坡面防护试验。研究结果表明:相比于素黄土,聚丙烯纤维加筋黄土的黏聚力最高提升113.8%,内摩擦角最高提升23.3%,崩解速率最高降低87.5%,聚丙烯纤维可有效提高黄土的抗剪强度和抗崩解特性;随着纤维含量和纤维长度的增长,聚丙烯纤维加筋黄土的黏聚力分别呈现先增大后减小和先急剧增大后增幅趋缓的变化趋势,崩解速率分别呈现先减小后增加和持续减小的变化趋势;从抗剪强度方面考虑,聚丙烯纤维加筋黄土的最佳纤维含量为0.3%,最佳纤维长度为15 mm,从崩解特性方面考虑,聚丙烯纤维加筋黄土的最佳纤维含量为0.5%,最佳纤维长度为19 mm,相比较而言,两者崩解速率的相对变化明显小于其抗剪强度的相对变化,故确定聚丙烯纤维加筋黄土的最佳纤维含量为0.3%,最佳纤维长度为15 mm;随着含水率的增加,聚丙烯纤维加筋黄土的黏聚力、内摩擦角和崩解速率均呈现减小趋势,其变化关系符合三次多项式函数或Logistic函数关系;现场测得聚丙烯纤维加筋黄土防护坡面平均侵蚀深度约为3 mm,说明聚丙烯纤维加筋黄土的坡面防护效果明显。

关键词：路基工程加筋黄土聚丙烯纤维抗剪强度崩解速率

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聚丙烯纤维高温阻裂机理

同济大学学报（自然科学版） 2007年第7期35卷 959-964页

作者：柳献袁勇叶光 Geert De Schutter 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 比利时根特大学Magnel混凝土实验室

通过研究不同纤维掺量自密实混凝土高温情况下的宏微观性能,探讨高温时材料内部的物理化学变化,以及不同温度状况下由微观结构变化所带来的宏观性能变化.试验中,待试样进行不同的高温处理过后,采用汞压力测孔法和扫描电镜对材料进行微... 详细信息

通过研究不同纤维掺量自密实混凝土高温情况下的宏微观性能,探讨高温时材料内部的物理化学变化,以及不同温度状况下由微观结构变化所带来的宏观性能变化.试验中,待试样进行不同的高温处理过后,采用汞压力测孔法和扫描电镜对材料进行微观性能研究,并量测了高温后材料的气渗性能.同时,聚丙烯纤维的作用机理也得到了探讨.试验结果表明,纤维熔解能改善材料内部孔隙的连通性能,从而提高材料的气渗性能,降低了材料内部由升温集聚的孔隙压力.进一步,气渗性能的测量能作为评价纤维添加效果的有效手段.同时,研究中还发现熔解过程中聚丙烯纤维的工作机制,将有助于进一步的相关研究.

关键词：自密实混凝土爆裂聚丙烯纤维微观结构气渗性能

聚丙烯纤维增强水泥复合材料抗冲蚀性能及冲蚀机制

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复合材料学报 2021年第3期38卷 891-901页

作者：郝贠洪刘艳晨李永贵高峰内蒙古工业大学理学院呼和浩特010051 闽江学院福建省新型功能性纺织纤维及材料重点实验室福州350108 内蒙古自治区土木工程结构与力学重点实验室呼和浩特010051 内蒙古自治区建筑检测鉴定与安全评估工程技术研究中心呼和浩特010051 内蒙古工业大学土木工程学院呼和浩特010051

针对内蒙古中西部地区风沙环境特征,利用模拟风沙环境侵蚀试验系统,研究了不同聚丙烯(PP)纤维掺量的PP纤维/水泥复合材料在风沙环境中的抗冲蚀性能,并利用SEM观测冲蚀后微观形貌,探究其冲蚀机制。结果表明:不同PP纤维掺量的PP纤维/水泥... 详细信息

针对内蒙古中西部地区风沙环境特征,利用模拟风沙环境侵蚀试验系统,研究了不同聚丙烯(PP)纤维掺量的PP纤维/水泥复合材料在风沙环境中的抗冲蚀性能,并利用SEM观测冲蚀后微观形貌,探究其冲蚀机制。结果表明:不同PP纤维掺量的PP纤维/水泥复合材料冲蚀率大小为:普通水泥砂浆>PP纤维质量比为1.5%的PP纤维/水泥复合材料>PP纤维质量比为0.5%的PP纤维/水泥复合材料(PP与胶凝材料的质量比),且在一定的冲蚀时间范围内,冲蚀损伤演化特征发生显著变化;不同PP纤维掺量的PP纤维/水泥复合材料冲蚀率随冲蚀角度的增加而增大,且在冲蚀角度为90°时出现不同的峰值,符合脆性材料特征;分析材料表面受粒子冲蚀过程的表面接触应力,结合冲蚀后微观形貌,表明适量PP纤维的掺入有助于提高PP纤维/水泥复合材料的密实程度,增加韧性,过量PP纤维的掺入会造成分散不均匀,降低砂浆密实度和抗冲蚀能力;通过合理匹配PP纤维掺量可制备出具有优异抗冲蚀性能的PP纤维/水泥复合材料。

关键词：水泥基复合材料风沙环境抗冲蚀聚丙烯纤维冲蚀机制

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聚丙烯纤维红黏土渗透性与剪切特性试验研究

大连理工大学学报 2012年第5期52卷 683-688页

作者：张金利蒋正国闫春程杨庆杨钢张林林大连理工大学建设工程学部土木工程学院岩土工程研究所辽宁大连116024 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 中国石油集团工程设计有限责任公司北京100085

通过三轴压缩试验研究了聚丙烯纤维红黏土的渗透性与力学特性.击实与渗透试验结果表明,纤维含量变化时,纤维红黏土的最大干密度变化较小,而最优含水率变化较大.在0.25%～0.80%含量下,纤维红黏土可保持较低渗透性.三轴固结不排水试验结... 详细信息

通过三轴压缩试验研究了聚丙烯纤维红黏土的渗透性与力学特性.击实与渗透试验结果表明,纤维含量变化时,纤维红黏土的最大干密度变化较小,而最优含水率变化较大.在0.25%～0.80%含量下,纤维红黏土可保持较低渗透性.三轴固结不排水试验结果表明,纤维红黏土的抗剪强度随着轴向应变增加而增大,具有典型的加工硬化特征,且随纤维含量与长度增加而增加,同时围压显著影响纤维红黏土的剪切特性.当纤维含量较小时,破坏模式为鼓胀型;当纤维含量较大时,尽管试样轴向应变较大,但未发生破坏.

关键词：纤维红黏土聚丙烯纤维传统三轴试验抗剪强度纤维含量与长度

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聚丙烯纤维增强混凝土干接缝的抗剪性能

复合材料学报 2018年第7期35卷 1963-1974页

作者：姜海波陈颖李佳航梁晨刘哲邓梓良广东工业大学土木与交通工程学院广州510006

为了研究聚丙烯纤维对预制节段混凝土桥梁干接缝剪切性能的影响,本试验以接缝类型、键齿数量、混凝土类型、聚丙烯纤维掺量和水平正应力大小为试验参数,对C40普通混凝土和C40聚丙烯纤维增强混凝土试件进行抗剪性能的试验研究。记录了试... 详细信息

为了研究聚丙烯纤维对预制节段混凝土桥梁干接缝剪切性能的影响,本试验以接缝类型、键齿数量、混凝土类型、聚丙烯纤维掺量和水平正应力大小为试验参数,对C40普通混凝土和C40聚丙烯纤维增强混凝土试件进行抗剪性能的试验研究。记录了试件开裂载荷、极限载荷和残余载荷,同时也研究了试件开裂破坏模式和规范化剪应力-竖直位移曲线的关系。试验结果表明:聚丙烯纤维有利于提高干接缝试件的开裂荷载、极限荷载以及有利于试件的塑性变形;聚丙烯纤维对阻止干接缝试件开裂能起到一定的作用,但是聚丙烯纤维不同掺量的影响规律不明显。

关键词：预制节段桥梁干接缝聚丙烯纤维抗剪性能变形能力

纳米SiO;和聚丙烯纤维对煤矸石二灰混合料改性试验研究

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硅酸盐通报 2022年

作者：储安健李英明黄顺杰陈莞尔安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽理工大学煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室安徽理工大学矿业工程学院安徽理工大学安全科学与工程学院

为了研究纳米SiO;和聚丙烯纤维对煤矸石二灰混合料力学性能及水稳定性能的影响，通过无侧限抗压强度试验、劈裂试验测得各组试件改性前后强度值，并对干湿循环后试件质量、强度值及声发射特性进行分析。结果表明：纳米SiO;可以提高混合... 详细信息

为了研究纳米SiO;和聚丙烯纤维对煤矸石二灰混合料力学性能及水稳定性能的影响，通过无侧限抗压强度试验、劈裂试验测得各组试件改性前后强度值，并对干湿循环后试件质量、强度值及声发射特性进行分析。结果表明：纳米SiO;可以提高混合料的抗压强度，质量掺量为2.50%时效果最佳；同时加入纳米SiO;和聚丙烯纤维可以进一步提升混合料的力学性能，2.50%纳米SiO;和0.15%（体积分数）聚丙烯纤维的组合效果最好；并且发现同时掺加2.50%纳米SiO;和0.10%聚丙烯纤维的煤矸石二灰混合料水稳定性能最佳。

关键词：纳米SiO 聚丙烯纤维二灰煤矸石力学性能干湿循环

聚丙烯纤维增强水泥基复合材料界面过渡区的纳米力学性能

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硅酸盐学报 2016年第2期44卷 268-278页

作者：胡杰徐礼华邓方茜池寅刘素梅武汉大学土木建筑工程学院武汉430072

研究了不同水灰比条件下聚丙烯纤维增强水泥基复合材料界面过渡区（ITZ）的纳米力学性能。通过纳米压痕试验测试界面过渡区及其附近区域的载荷一深度（P勘）曲线，运用Oliver-Pharr方法得到各测点弹性模量和压痕硬度，采用高倍显微镜成... 详细信息

研究了不同水灰比条件下聚丙烯纤维增强水泥基复合材料界面过渡区（ITZ）的纳米力学性能。通过纳米压痕试验测试界面过渡区及其附近区域的载荷一深度（P勘）曲线，运用Oliver-Pharr方法得到各测点弹性模量和压痕硬度，采用高倍显微镜成像与扫描电子显微镜技术绘制了界面过渡区微结构表征云图。利用反褶积法对水泥基体及界面过渡区的弹性模量及压痕硬度进行多峰拟合，得到了各相的频率分布。结果表明：不同水灰比条件下界面过渡区的厚度均处于10-20μm之间，且其弹性模量和压痕硬度均低于水泥基体的；随着水灰比的变化，界面过渡区水化产物的成分及体积分数也产生相应改变。

关键词：聚丙烯纤维水泥基复合材料纳米压痕技术界面过渡区物相微观力学性能

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聚丙烯纤维水泥稳定碎石断裂性能试验研究

工程力学 2008年第8期25卷 188-193页

作者：张鹏李清富黄承逵郑州大学环境与水利学院河南郑州450002 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30个尺寸为100mm×100mm×515mm的聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石三点弯曲试件断裂试验,探讨了聚丙烯纤维对水泥稳定碎石断裂韧度(KIC)、断裂能(GF)、临界裂缝嘴张开位移(CMODC)、临界裂缝尖端张开位移(CTODC)、极限裂... 详细信息

通过30个尺寸为100mm×100mm×515mm的聚丙烯纤维水泥稳定碎石和普通水泥稳定碎石三点弯曲试件断裂试验,探讨了聚丙烯纤维对水泥稳定碎石断裂韧度(KIC)、断裂能(GF)、临界裂缝嘴张开位移(CMODC)、临界裂缝尖端张开位移(CTODC)、极限裂缝嘴张开位移(CMODmax)和极限裂缝尖端张开位移(CTODmax)的影响。试验结果表明:聚丙烯纤维的掺入可增大水泥稳定碎石的断裂韧度、断裂能、临界裂缝嘴张开位移、极限裂缝嘴张开位移、临界裂缝尖端张开位移和极限裂缝尖端张开位移;随着聚丙烯纤维体积掺量的增加,断裂韧度、临界裂缝嘴张开位移和临界裂缝尖端位移的变化无明显规律,但断裂能、极限裂缝嘴张开位移和极限裂缝尖端位移基本上呈线性增加的。

关键词：聚丙烯纤维水泥稳定碎石断裂韧度断裂能裂缝张开位移