玄武岩纤维混凝土——抗冻性及冻融环境下力学性能研究

本书为新型复合土工工程材料——玄武岩纤维混凝土抗冻性及冻融环境下力学性能的研究成果。全书共8章，主要内容包括绪论、基于快速冻融和单面冻融试验方法的玄武岩纤维混凝土抗水冻性能、抗盐冻性能、电镜微观形貌、孔结构，以及基于数字图像相关方法分析冻融环境下玄武岩纤维混凝土弯曲损伤破坏性能、断裂性能、冲击性能、疲劳性能。本书采用试验研究、理论分析、微观结构分析等研究方法，可为开展相关研究提供参考和借鉴。 本书可供土工工程专业领域人员、高等院校教师及研究生参考使用。

前言
第1章绪论1
1.1玄武岩纤维特性及应用1
1.1.1玄武岩纤维特性1
1.1.2玄武岩纤维的应用领域2
1.2玄武岩纤维混凝土的力学性能3
1.2.1玄武岩纤维混凝土基本力学性能3
1.2.2玄武岩纤维混凝土动态力学性能4
1.3基于快速冻融方法的玄武岩纤维混凝土抗冻性能研究现状4
1.4基于单面冻融方法的混凝土抗冻性能研究现状6
1.5冻融后混凝土孔结构研究现状7
1.5.1混凝土孔结构的分类7
1.5.2混凝土孔结构与强度的关系8
1.5.3混凝土孔结构与抗冻性能的关系9
1.6数字图像相关技术及应用10
1.6.1数字图像相关方法的基本原理及优势10
1.6.2数字图像相关方法的应用11
参考文献13
第2章玄武岩纤维混凝土抗冻性能研究20
2.1试验概况20
2.1.1试验原材料20
2.1.2试验配合比及成型方法21
2.1.3试验方法22
2.2基于快速水冻融方法的玄武岩纤维混凝土抗冻性31
2.2.1快速水冻融后玄武岩纤维混凝土试件表面形貌31
2.2.2快速水冻融后玄武岩纤维混凝土质量损失33
2.2.3快速水冻融后玄武岩纤维混凝土相对动弹性模量34
2.2.4快速水冻融后玄武岩纤维混凝土抗压强度37
2.2.5快速水冻融后玄武岩纤维混凝土单轴受压应力应变曲线影响37
2.2.6快速水冻融后玄武岩纤维混凝土抗折强度39
2.3基于单面水冻融方法的玄武岩纤维混凝土抗冻性41
2.3.1单面水冻融后玄武岩纤维混凝土试件表面形貌41
2.3.2单面水冻融后玄武岩纤维混凝土质量损失42
2.3.3单面水冻融后玄武岩纤维混凝土相对动弹性模量43
2.3.4单面水冻融后玄武岩纤维混凝土抗压强度44
2.4基于SEM的水冻融后玄武岩纤维混凝土微观形貌分析45
2.4.1试验设备及方法45
2.4.2水冻融循环前后未掺玄武岩纤维混凝土形貌46
2.4.3水冻融循环前后玄武岩纤维混凝土微观形貌48
2.4.4水冻融循环后玄武岩纤维混凝土基体/纤维间的界面微观形貌51
参考文献54
第3章玄武岩纤维混凝土抗盐冻性能55
3.1基于快速冻融方法的盐冻融后玄武岩纤维混凝土抗冻性55
3.1.1快速盐冻融后玄武岩纤维混凝土试件表面形貌55
3.1.2快速盐冻融后玄武岩纤维混凝土质量损失57
3.1.3快速盐冻融后玄武岩纤维混凝土相对动弹性模量58
3.1.4快速盐冻融后玄武岩纤维混凝土抗压强度60
3.1.5快速盐冻融后玄武岩纤维混凝土单轴受压应力应变曲线61
3.1.6快速盐冻融后玄武岩纤维混凝土抗折强度62
3.2水与盐冻融循环后混凝土损伤对比分析62
3.2.1水冻融与盐冻融对混凝土外观形貌的影响62
3.2.2水冻融与盐冻融对质量损失率和相对动弹性模量的影响64
3.2.3水冻融与盐冻融对损伤度的影响65
3.3基于单面冻融方法的盐冻融后玄武岩纤维混凝土抗冻性66
3.3.1单面盐冻融后玄武岩纤维混凝土试件表面形貌66
3.3.2单面盐冻融后玄武岩纤维混凝土质量损失67
3.3.3单面盐冻融后玄武岩纤维混凝土相对动弹性模量68
3.3.4单面盐冻融后玄武岩纤维混凝土抗压强度69
3.4基于SEM盐冻融后玄武岩纤维混凝土微观形貌71
3.4.1盐冻融循环前后未掺玄武岩纤维混凝土形貌71
3.4.2盐冻融循环前后玄武岩纤维混凝土微观形貌73
3.4.3盐冻融循环后玄武岩纤维混凝土基体/纤维界面微观形貌75
3.4.4玄武岩纤维混凝土微观结构分析75
参考文献77
4.1试验概况79
4.1.1光学法测试混凝土微观孔结构试验过程79
4.1.2光学法测试混凝土微观孔结构试验的基本原理80
4.2基于快速冻融方法的水、盐冻融后玄武岩纤维混凝土微观孔结构82
4.2.1冻融前后试件微观孔结构表观形貌82
4.2.2冻融循环后玄武岩纤维混凝土微观孔结构84
4.2.3抗压强度、冻融损伤度与孔结构参数的灰熵分析89
4.3基于单面冻融方法的水、盐冻融后玄武岩纤维混凝土微观孔结构93
4.3.1不同纤维掺量下单面水、盐冻融后玄武岩纤维混凝土孔结构特征93
4.3.2不同冻融次数下单面水、盐冻融后玄武岩纤维混凝土孔结构特征94
4.3.3单面水、盐冻融后玄武岩纤维混凝土孔结构分形分析99
参考文献104
第5章冻融环境下玄武岩纤维混凝土的弯曲损伤破坏
5.1试验概况105
5.1.1试验材料105
5.1.2试验方法105
5.2基于DIC的混凝土弯曲损伤破坏性能分析109
5.2.1弯曲破坏过程109
5.2.2水平应变场统计分析110
5.2.3破坏过程应变双因子表征111
5.3冻融环境下玄武岩纤维混凝土的损伤程度因子分析115
5.3.1玄武岩纤维对损伤程度因子表征曲线的影响115
5.3.2冻融对损伤程度因子表征曲线的影响116
5.3.3纤维和冻融共同作用对损伤程度因子表征曲线的影响117
5.4冻融环境下玄武岩纤维混凝土的损伤局部化因子分析119
5.4.1玄武岩纤维对损伤局部化因子表征曲线的影响119
5.4.2冻融对损伤局部化因子表征曲线的影响120
5.4.3纤维和冻融共同作用对损伤局部化因子表征曲线的影响121
参考文献122
第6章冻融条件下玄武岩纤维混凝土断裂性能123
6.1试验概况123
6.1.1试验材料123
6.1.2试验方法123
6.2基于DIC的混凝土的断裂性能分析124
6.2.1试件三点弯试验断裂过程分析124
6.2.2起裂荷载Pini的确定126
6.2.3起裂韧度Kini的确定127
6.2.4失稳时等效裂纹长ac与失稳韧度Ku的确定129
6.3冻融循环作用下玄武岩纤维混凝土的断裂性能分析130
6.3.1冻融、纤维掺量对临界开口位移的影响130
6.3.2冻融、纤维掺量对断裂韧度的影响130
6.3.3冻融循环条件下玄武岩纤维混凝土的断裂韧度计算模型133
参考文献133
第7章冻融环境下玄武岩纤维混凝土冲击性能134
7.1试验概况134
7.1.1试验材料134
7.1.2试验方法135
7.2基于DIC的冻融循环作用下的玄武岩纤维混凝土的冲击性能分析138
7.2.1全场应变138
7.2.2DIC确定初裂冲击次数方法139
7.2.3初裂冲击次数与最终破坏冲击次数140
7.2.4玄武岩纤维掺量对混凝土抗冲击性能影响140
7.2.5冻融循环对混凝土抗冲击性能影响142
7.3冻融后玄武岩纤维混凝土抗冲击性能机理142
7.3.1纤维掺量的冲击能量提高率142
7.3.2冲击能量的冻融损失率与损失速率143
7.3.3纤维微观增强机制145
7.3.4冻融循环的微观损伤机制146
参考文献147
第8章冻融环境下玄武岩纤维混凝土疲劳性能148
8.1试验概况148
8.1.1试验材料148
8.1.2试验方法148
8.2冻融环境下玄武岩纤维混凝土疲劳试验结果分析150
8.2.1疲劳寿命试验结果150
8.2.2疲劳寿命统计分析150
8.2.3弯曲疲劳方程153
8.3基于DIC的冻融环境下玄武岩纤维混凝土疲劳破坏过程157
8.3.1水平位移全场分析157
8.3.2竖向位移全场分析159
8.3.3裂缝宽度分析159
8.3.4水平应变分析162
参考文献166
彩图