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材料科学与工程学报2025年第04期:碳纤维再生混凝土压剪力学性能及颗粒流模拟

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吴睿;范祥;叶建;张晋华;邱昌;

单位:长安大学公路学院;中建三局集团有限公司;

摘要:为研究压剪复合作用下碳纤维对再生混凝土抗剪性能的影响,本实验以纤维长度、纤维掺量和法向应力为变量进行压剪实验,分析不同变量对抗剪强度的贡献程度,并结合颗粒流软件研究试件压剪破坏特征。研究结果表明:随着纤维长度的增加,试件抗剪强度先增加后减小,当纤维长度为6 mm时,抗剪强度最大;随着纤维掺量和法向应力增加,试件抗剪强度均增加;随着法向应力增加,试件破坏模式逐渐呈现出剪切破坏为主→压剪复合破坏→压缩破坏为主的变化规律,破坏时斜长裂缝数量和角度均增加。外掺碳纤维后,试件破坏时的斜裂缝角度和破坏面积小于对照组,表皮掉落情况优于对照组,而破坏模式的转变慢于对照组,但破坏形态与对照组基本一致。利用颗粒流软件模拟,发现随着法向应力的增加,试件在最终破坏时,微裂隙总数逐渐增加,外掺纤维后,纤维在试件中发挥阻裂作用,有效地阻止了微裂隙的萌生、发展,并改善了试件的应力分布,破坏特征与室内实验基本一致。研究成果可为再生混凝土结构设计提供参考。

关键词:纤维长度;;再生混凝土;;抗剪强度;;破坏特征;;颗粒流

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