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作者：曲玉福;韩笑东;郭恩懿;井国庆;
单位：武汉铁路职业技术学院;格罗宁根大学;北京交通大学交通运输学院;北京交通大学土木建筑工程学院;
摘要：预应力混凝土轨枕在氯化物环境或极端气候条件作用下，会产生质量和弹性模量损失，导致轨枕寿命下降，限制了其在极端气候线路的长期应用。研究一种基于钢纤维混凝土(SFRC)无预应力轨枕材料，其具有高抗裂能力、高耐久性。首先，提出一种SFRC的配合比，制作并测试SFRC抗拉、抗压、抗折能力和扩展度；然后，制作无预应力、预应力SFRC轨枕，进行三点抗弯试验，研究SFRC轨枕的抗弯能力；最后，使用图像相关分析技术(DIC)研究SFRC轨枕抗裂能力和裂缝扩展形式。SFRC材料试验结果表明，SFRC抗拉强度为10.5 MPa,是C60混凝土的5倍以上；抗压强度119.5 MPa,是C60混凝土的2倍；抗折强度24.6 MPa,扩展度530.2 mm;试验结果表明，SFRC轨枕在裂缝宽度达到2 mm时有更高的荷载和位移；预应力SFRC轨枕具有最大的抗弯刚度，无预应力SFRC轨枕与普通混凝土轨枕抗弯刚度相近。裂缝扩展分析结果表明，预应力SFRC轨枕开裂荷载为85 kN,无预应力SFRC轨枕开裂荷载为75 kN,相较普通混凝土轨枕分别提升54.5%和36.4%,并且产生的裂缝在破坏早期表现出数量多、宽度小的特点，在结构达到极限强度时，主裂缝宽度会迅速扩展，钢纤维不断拔出，直到彻底发生破坏。无预应力SFRC轨枕和预应力SFRC轨枕的性能均高于普通轨枕，可以满足正线铁路性能需求，在极端气候环境中具有广阔的应用前景。
关键词：轨枕;;钢纤维混凝土(SFRC);;力学性能;;三点抗弯试验;;裂缝扩展分析;;静载抗裂性能
基金资助：国家自然科学基金重大科研仪器研制项目(5202780093)
