钢纤维增强自应力混凝土冲击功统计分析
王国超，王伯昕，赵建宇，许晓慧
(吉林大学建设工程学院，吉林长春130061)
摘要：利用摆锤试验机进行了672块简支弯曲试件的冲击试验，获得了普通混凝土、钢纤维混凝土以及钢纤维自应力混凝土
试件冲击破坏的吸收功，并根据各自的耗能值对其抗冲击性能作了比较，发现体积率为1％的钢纤维对于自应力混凝土基体的增
强作用强于普通混凝土基体；随着钢纤维体积率的增加，试件吸收功会出现拐点，极值出现在2％到3％之间；并通过K—s检验
法和Weibul1分布理论对试验结果进行了非参数统计推断，得出钢纤维体积率为0．5％的自应力混凝土试件冲击功为泊松分布而
其他钢纤维体积率的自应力混凝土试件冲击功均符合Weibul1分布。
关键词：钢纤维；自应力混凝土；冲击功；概率分布
中图分类号：TU528．572 文献标志码：A 文章编号：1002—3550(2016)02—0070—04
Statistical analysis of impact energy on steel fiber reinforced self—stressing concrete
WANG Guochao，WANG Boxin，ZHA0 Jianyu，XU Xiaohui
(Construction Engineering College，Jilin University，Changchun 130061，China)
Abstract：A number of 672 specimens were impacted in the three—point bending situation with pendulum machine．The energy absorb—
ing of concrete，steel fiber reinforced concrete and steel fiber reinforced self—stressing concrete test specimens were obtained．Compared
the impact capacity with respective energy consumption，it concluded that the energy absorbing of steel fiber reinforced self—stressing
concrete test specimens with same fiber volume content was higher than that of same volume content steel fiber reinforced concrete
specimens．The energy consumption of specimens would come to a inflection point as the volume content raising and the extreme value
was between 2％and 3％ ．Lastly．the results were nonparametric inference by K —S and W eibull examination and all the groups were sat—
isfied to Weibull distribution except for those steel fiber reinforced self—stressing concrete test specimens with 0．5％fiber volume con—
tent fitted to Poisson distribution properly．
Key words：steel fiber；self—stressing concrete；impact energy；distribution regularity
在混凝土中掺入适量纤维会通过纤维的桥联作用，增
强基体整体性从而提高基体的阻裂能力，增强抗拉强度和
改善材料韧性 。常用的有聚丙烯、聚乙烯醇等有机纤维
和钢、玄武岩、玻璃等无机纤维。钢纤维混凝土已经在隧道
衬砌、机场跑道、水工建筑物和海洋工程等领域取得广泛
的应用。
钢纤维自应力混凝土相对比各种纤维增强混凝土材
料，由于高强弹性模量的钢纤维会限制水化过程中的自应
力混凝土膨胀变形，从而在基体内产生2 MPa左右的自压
应力，使基体微观结构更加致密，大幅度提高试件的开裂
荷载和耗能能力。国内大连理工大学已经研究了这种材料
的基本力学性能和变形性能 ，但是，对于其抗冲击性
能却鲜有文献报道。
工程中许多构件在承受冲击荷载时处于拉弯状态，因
此研究简支梁抗冲击性能实际意义。如果样本空间足够
大，找到纤维体积率和试件在冲击作用下耗能值之间的概
率分布关系将会有效地指导工程设计。王立成研究发现对
数正态分布和双参数的Weibul1分布都可以较好地拟合钢
纤维轻骨料的混凝土的抗冲击性能概率分布，并提出了冲
击功和纤维体积率在不同概率水平下的二次方程 ；李建
辉对改性聚丙烯、Forta、巴奇等粗合成纤维}昆凝土的抗弯
冲击性能用Weibul1分布拟合 ；肖柏军研究得出钢一聚
丙烯混杂纤维增强混凝土在冲击作用下的初裂强度和断
裂强度不完全服从正态分布 。
本研究采用摆锤冲击试验方法，用普通混凝土和钢纤
维混凝土作为参照组，对不同纤维体积率的钢纤维自应力
混凝土试件进行冲击试验，研究了纤维体积率与冲击功的
关系，并推断了各纤维体积率自应力混凝土试件的冲击功
的概率分布。
1 试验概况
试验所用钢纤维为北京某公司生产的镀铜微丝钢纤

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