：以钢纤维在受力方向均匀分布的纤维混凝土板 为模型 ，对不同载荷、不同纤维长径比的几个算例进行 了 ANSYS有限元分析。各个情况下纤维和基 体应 力和应变情况的对 比研 究表 明，裂纹的开裂扩展 由基体 的材料性 能决定 ．纤维混凝 土与基体材料具有相 同的弹性 阶段 ，纤维的作 用在基 体开裂后才能得到充分发挥 。此外 ，纤维在 混凝 土硬 化过程 中的主要效应 为降低塑性 裂纹和 内部微 裂纹的数量和尺度 ，提 高混凝土材料 介质的连续性 ，并最 终 改善 混 凝 土 的综 合 性 能 。 关键 词 ：纤维；混凝 土；有限元 ；应 力应 变；相互作用 Abstract：TheANSYSfiniteelementanalysisofseveralexampleswithtIle differentloads，difierentfiberaspectratio isearried out，throughtheevenlydistributed fiberreinforced concrete slabswith steelfiberinthedirectionoftheforceas themode1．Compared with thestressand strain offiberandconcretein each case，theresuhsshow that crackextension ofthe crack isdetermined by the materialpropertiesofthe matrix，fiberreinforced concreteand thebase materialhave thesameelasticstage，theroleofthefibercangiveafullplay aftercrackingofthebasebedy．Inaddition，themaineffect ofthefiberin the concrete hardening process isto reduce the numberand scale ofplastic cracks and micro—cracks。 improvethecontinuityoftheconcretematerialmedium，anduhimatelyimprovetheoverallperform anceoftheconcrete． Keywords：Fiber；Concrete；FiniteElement；StressandStrain；Interaction 中 图 分 类 号 ：TM344．1 文 献 标 志 码 ：A 文 章 编 号 ：1000—4637(2013)01—46—04 0 前 言现代 材 料 科 学 的核 心 工 作 是 研 究 材 料 的结 构 与性 能 之 间的关 系 。材料 的内部结 构决 定 了材料 的 性 质 ，适 当改 善 材料 的组 成 结 构 可 以对 材料 起 到 改 性作用Ⅲ。混凝土是 由胶凝材料和其中的粗 、细骨料 所组成 的复合材料 ，具有高度的不均匀性和复杂的 结构 。在混凝土拌和过程 中沿粗骨料周围形成一层 水膜 ，从而使贴近粗骨料表面的水灰 比大于远离骨 料表面本体相的水灰 比，所 以 ，该处形成 的结晶产 物的晶体也较大。这使得界面过度区内的孔隙比水 泥浆体和砂浆中的孑L隙多 。研究表 明，过渡区是混 凝土 中最薄弱的环节 ，混凝土的缺陷和许多有关混 凝土 的特殊性能 ，大都是 由水泥石一骨料界面过渡 区的特 性所 引起 的 。 在 混凝 土 硬 化过 程 中 ，由于 水泥 水 化 反应 的剧 烈进行 ，混凝土中所含水分 的蒸发 ，导致混凝土发 生收缩。尤其是在 阳光强烈照射或遭遇大风时 ，表 面水 分蒸 发加剧 ，因而产生表层收缩 ，但受到 内层 砂浆或混凝土的限制而使表层混凝土受拉。而此时 混凝 土还处于塑性状态 ，尚未具有足够 的强度 ，故 在表层极易产生大量不规则的无 固定取 向的裂纹 ， 基金项 目：国家科技支撑计 划项 目(2012BAJ16B05)。 — ． 46—— 影响混凝土的耐久性 ，成为导致混凝土结构破坏 的 严重 后患 。 在 均匀 分散 的情况 下 ，纤 维 在 混凝 土 中呈 现三 维网络结构 ，起到支撑集料的作用 ，阻止因粗 、细骨 料沉降而产生的离析 ，可使混凝土材料分布更加均 匀 ，减 小 表层 失 水 产 生 的收 缩 ，减 少 甚 至完 全 阻止 混凝 土 表层 裂 纹 的产 生 。 同时 ，均 匀乱 向分 散 的纤 维可 承 受混 凝 土硬 化 阶段 收 缩产 生 的 拉应 力 ，减 少 纤维 混凝 土 的收缩 ，从 而 降低裂 纹 尺度 和数量 。 本文 以基体 中短纤维沿受力方 向均匀分布 的 复合材料为对象『21，研究纤维对混凝土抗裂性能的 影 响 。

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