钢纤维混凝土应变速率敏感性
及本构模型研究
姜袁,郝景宏,戚永乐
(三峡大学土木水电学院,湖北宜昌443002)
摘要:研究了单向应力状态下钢纤维掺量为2.O%的钢纤维混凝土在应变速率为1O 、1O-4 5x10。S 时的强度特性和变形特性,
在此基础上,推导了钢纤维混凝土的单轴应力一应变全曲线。结果表明,普通混凝土的单轴抗压强度、弹性模量、吸能能力随应变速率
的提高而提高;钢纤维混凝土的单轴抗压强度、弹性模量随应变速率的提高而提高,但吸能能力随应变速率的提高而降低;钢纤维对
混凝土的抗压强度影响不大,但很好地改善混凝土的延性,相同应变速率下钢纤维混凝土的峰值应变较普通混凝土有所增加;相同
基体强度的钢纤维混凝土吸能能力强于普通混凝土,但弹性模量比普通混凝土小;推导的应力应变曲线能够很好地描述钢纤维混凝
土在不同应变速率下的应力应变全曲线关系。
关键词:应力应变曲线;钢纤维混凝士;应变速率
中图分类号:TU528.572 文献标识码:A 文章编号:1001—702X(2010)02—0005—04
Research on strain rate sensitivity and constitutive model of steel fiber reinforced concrete
JIANG Yuan,HA0 Jinghong,Ql Yongle
(Cdlege of Civil& Hydropower Engineering,China Three Gorges University,Yichang 443002,Hubei,China)
Abstract:The strength character and deformation character of steel fiber reinforced concrete (SFRC) with 2.O% steel fiber
content at different strain rates (10 ,10 ,5~10。s-1) under uniaxial state of stress were investigated.On this basis,the uniaxial
stress—strain equmion was established.The results showed that uniaxial compressive strength,modulus of elasticity and energy
absorption capability of plain concrete were improved as strain rates increased; uniaxial compressive strength and modulus of
elasticity of SFRC were improved as strain rates increased,but energy absorption capability was opposite;steel fiber content has no
big influence to the compressive strength of the concrete,but it can improve its ductility;the peak value of SFRC increased
compared to that of the plain concrete under the same strain rate;if the compressive strength is the same,SFRC has much more
energy absorption capability than that of the plain concrete,but its modulus of elasticity is smaller;the established model has a
good description of the stress-strain equation under different stain rates.
Key words:stress—strain curves;steel fiber reinforced concrete;strain rates
为改善混凝土抗拉及延性不足等缺点,国内外众多学者
对钢纤维混凝土的力学性能开展了大量研究 。但目前对钢
纤维混凝土的研究大多局限于静力性能 Ⅻ,也有学者进行了
钢纤维混凝土动力性能的研究ll ,而对于不同应变速率下
基金项目:国家自然科学基金项目(50679039)
国家自然科学基金重大项目(905 10017)
中国博士后基金项目(20060390832)
收稿日期:2009—09~26
作者简介:姜袁,女,1964年生,上海人,教授,硕士生导师,主要从事
大跨度结构设计理论与方法研究。E-mail:gpeng158@126.corn。
的钢纤维混凝土试验研究还很少,建立钢纤维混凝土本构模
型的研究成果更不多见。
本文对钢纤维混凝土进行应变速率敏感性试验研究,得
出在单轴受压作用下混凝土材料的某些动力特性及基本变化
规律,在此基础上进行了材料的应力应变全曲线模型的研究,
为混凝土结构工程设计提供理论依据。
1 钢纤维混凝土应变率敏感性试验
1.1 试样的制备
依据JGJ 55—2000《普通混凝土配合比设计规程》及JG/T
3064-1999(~纤维混凝土》进行配合比的理论计算和实际试
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