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作者：朱昌星;齐忠华;吴大志;
单位：河南理工大学土木工程学院;
摘要：目的 为研究碳纤维（carbon fiber,CF）在注浆固结体试块（grouting consolidation body,GCB）内的增韧阻裂作用，开展碳纤维增韧注浆体试块宏细观力学性能研究。方法 结合室内试验和数值模拟试验，分别对0%,0.5%,1.0%,1.5%CF掺量的GCB进行三点弯曲试验，并结合电镜扫描试验（SEM）探究CF的增韧阻裂性能；通过0%CF,1.0%CF掺量的GCB三点弯曲数值模拟试验，多尺度（细观-宏观）、多角度研究GCB中CF增韧阻裂机理。结果 CF掺量与抗拉强度呈先增后减的变化趋势，1.0%CF-GCB抗拉强度、韧性指数及断裂韧性性能更优；CF在基体内失效模式为脱黏破坏、拉伸破坏及剪切破坏，拉伸破坏面光滑平整，剪切破坏面为45°斜截面。GCB室内试验与模拟试验的破坏模式、应力-应变曲线基本一致；1.0%CF-GCB抗拉强度高达5.54 MPa，较0%CF提高18%；依据PFC~(2D)模拟结果将裂纹数量和抗拉强度曲线分为裂纹萌生阶段、裂纹继续发展阶段和峰后阶段，得出模型底部CF受力大于中上部的，随机分布的CF和砂砾影响裂纹扩展路径，裂纹沿水泥颗粒间粘结薄弱的地方扩展。结论 研究成果可为后续深入研究CF增韧阻裂机理提供参考依据。
关键词：碳纤维;;注浆固结体;;增韧;;阻裂;;数值模拟
基金资助：国家自然科学基金资助项目（51874119）;; 河南省教育厅基金资助项目（2011A440003）;; 河南理工大学博士基金资助项目（B2009-96）
