钢纤维混凝土纤维分布与力学性能关系试验及数值仿真研究

本书以钢纤维混凝土纤维分布与力学性能关系 为研究目标，通过试验研究、理论分析以及数值模 拟等方法，研究骨料与砂浆交界面强度（ITZ）对 混凝土力学性能的影响以及钢纤维含量和空间分布 对钢纤维混凝土（SFRC）裂后力学性能的影响。第 一章，绪论首先阐述了混凝土细观力学性能和钢纤 维混凝土纤维分布与力学性能关系研究现状；第二 章，开展了ITZ影响混凝土破坏机理的颗粒元数值 仿真研究；第三章，开展了电感试验和图像处理测 定SFRC纤维分布的研究；第四章，研究了SFRC纤维 分布与裂后性能关系；第五章，开展纤维定向分布 情况下SFRC三轴劈裂试验数值仿真研究；第六章， 结论与展望。本书系统地阐述了钢纤维混凝土纤维 分布与力学性能关系试验研究及数值仿真，可为钢 纤维空间分布对SFRC力学性能影响提供了重要的理 论基础，各章内容均属于作者近年来最新的科研成 果。本书可供矿业工程、土木工程、工程力学、材 料科学与工程等领域的教学和科研人员参考。

前言 第1章 绪论 1.1 概述 1.2 混凝土细观力学性能研究现状 1.2.1 有限元模型 1.2.2 格构模型 1.2.3 离散元模型 1.3 SFRC纤维分布测试方法研究现状 1.4 SFRC纤维分布与裂后性能的关系研究现状 1.5 SFRC增强机理及数值仿真研究现状 1.5.1 纤维混凝土增强机理 1.5.2 SFRC数值仿真研究现状 第2章 ITZ影响混凝土破坏机理的颗粒元数值仿真研究 2.1 概述 2.2 混凝土配合比设计及力学性能分析 2.2.1 混凝土配合比设计 2.2.2 混凝土劈裂抗拉强度与单轴抗压强度 2.3 二维混凝土颗粒元模型的建立 2.3.1 骨料级配与含量的转化 2.3.2 粗骨料的生成 2.3.3 骨料含量的验证 2.3.4 不同组分间接触的辨识 2.4 混凝土接触模型的选取及各组分细观参数的确定 2.4.1 混凝土接触模型的选取 2.4.2 水泥砂浆FJM弹性模量的确定 2.4.3 水泥砂浆FJM黏结强度的确定 2.4.4 混凝土各组分细观参数的确定 2.5 混凝土力学试验数值仿真及ITZ作用机理研究 2.5.1 巴西劈裂试验数值仿真 2.5.2 单轴压缩试验数值仿真 2.5.3 ITZ对混凝土强度及破坏形式的影响研究 2.6 本章小结 第3章 电感试验和图像处理测定SFRC纤维分布的研究 3.1 概述 3.2 SFRC试件制备及电感试验和图像处理 3.2.1 SFRC试件的制备 3.2.2 SFRC电感试验基本原理及计算方法 3.2.3 SFRC图像处理过程及计算方法 3.3 电感试验及图像处理结果 3.3.1 电感试验结果 3.3.2 图像处理结果 3.3.3 钢纤维含量计算方法的提出 3.4 电感试验及图像处理结果对比分析 3.4.1 两种方法测试钢纤维空间分布结果的对比分析 3.4.2 两种方法测试钢纤维含量结果的对比分析 3.5 本章小结 第4章 SFRC纤维分布与裂后性能关系研究 4.1 概述 4.2 SFRC电感试验及抗拉试验 4.2.1 不同形状的SFRC试件制备