竹纤维和钢纤维混杂纤维混凝土的抗冲击性能试验研究与分析

摘要

纤维作为一种混凝土增强材料,有着广泛的应用前景。混凝土之中掺入纤维之后,其韧性与各项力学性能都将得到提升,并且更加趋向于延性材料。纤维类型的不同将会对混凝土的性能提高带来不同程度的影响。在许多工程建设领域,例如高速公路路面、军事基础等,都需要不易开裂渗漏、抗冲击性能优异且满足工程实际需求的工程材料。基于复合材料的理论基础,混杂纤维混凝土通过将具有不同的物理力学性能特点的纤维材料与混凝土基材进行混合,开发出经济环保、性能优异、并且满足工程要求的复合材料。
　　钢纤维目前已在建设工程中得到了广泛使用,但是由于钢材本身材料价格较为昂贵,制约了其更加广泛的市场推广。竹纤维材料作为一种绿色环保建筑材料,由于其独特的物理力学特性,近年来也逐渐被工程与科研人员所瞩目。本文通过试验研究与理论分析以及数值模拟方法,研究竹纤维、钢纤维的混杂纤维混凝土的抗冲击力学性能。在本文的冲击试验中,不同组别分别含有竹纤维、钢纤维或者同时含有这两种纤维。通过冲击试验研究,比较分析了各个组别不同纤维配合比情况下的纤维混凝土抗冲击性能,以此来讨论混杂纤维的种类与配合比对于混凝土抗冲击性能的影响。
　　试验结果表明由于纤维的掺入,混凝土试件的整体性得到了提升,其抗冲击性能更是提升明显;尤以混合纤维组别的抗冲击性能提高幅度最为显著。在试验研究基础上,本文利用ANSYS有限元软件建立数值分析模型;比较数值模拟分析结果与试验结果。最后,针对不同混凝土强度和不同纤维参量进行理论分析,并且基于冲击试验的结果以及ANSYS有限元数值模拟分析,提出了关于竹纤维钢纤维混杂纤维混凝土的抗冲击性能理论分析模型,并给出了关于混杂纤维混凝土的设计建议。

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第一章 绪论

1.1 混杂纤维混凝土研究意义

1.2 国内外研究现状与工程应用

1.3 本文研究计划

第二章 纤维混凝土理论模型

2.1纤维混凝土理论

2.2纤维混凝土理论模型

2.3典型的试验结果分析

2.4本章小结

第三章 混杂纤维混凝土的抗冲击性能试验研究

3.1试件设计与材料

3.3冲击试验装置与试件制作

3.3试验过程与数据记录

3.4试验结果分析

3.5本章小结

第四章 数值模拟分析

4.1 数值模型建立

4.2数值分析结果与试验结果比较

4.3数值参数分析

4.4本章小结

第五章 理论分析模型与设计建议

5.1混杂纤维理论分析模型

5.2设计建议

5.3本章小结

第六章 结论与展望

6.1研究结论

6.2研究展望

参考文献

致谢

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