隨著混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍和規(guī)模的不斷擴(kuò)大,開拓了許多承受疲勞的結(jié)構(gòu)領(lǐng)域;另一方面,混凝土道路、橋梁等常規(guī)結(jié)構(gòu)隨著交通運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展也正受到日益嚴(yán)重的疲勞作用。混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想和方法也不斷改進(jìn),以可靠度為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法逐步取代傳統(tǒng)的設(shè)計方法,其中疲勞極限作為一種重要的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài),也受到很大的重視。因此,對混凝土添加鋼纖維的提升疲勞特性和疲勞損傷機(jī)理的研究也逐漸深入。

對于鋼纖維混凝土,作為工程材料,它的應(yīng)用遠(yuǎn)比普通混凝土的應(yīng)用歷史短,其疲勞及其損 傷特性研究遠(yuǎn)不能滿足工程應(yīng)用的要求。隨著鋼纖維混凝土的廣泛應(yīng)用,以及鋼纖維混凝土設(shè)計方法和設(shè)計規(guī)程的制定,鋼纖維混凝土疲勞特性的試驗研究也取得了一些重要成果。在鋼纖維混凝土細(xì)觀機(jī)理方面,我國學(xué)者對界面性能,增強(qiáng)機(jī)理,纖維分布、取向、邊壁效應(yīng)等進(jìn)行了大量的理論和試驗研究。

鋼纖維混凝土的優(yōu)越性能已經(jīng)得到普遍的認(rèn)可并廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)中,如道路路面、機(jī)場跑道、橋梁、鐵路枕軌、海洋結(jié)構(gòu)、核反應(yīng)堆安全殼、水利工程、耐火材料結(jié)構(gòu)等。在許多工作環(huán)境下服役的鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)物或構(gòu)筑物都要承受彎曲疲勞荷載的作用,因此鋼纖維混凝土的彎曲疲勞特性的提高和提高鋼纖維混凝土的疲勞性能具有重要意義。

當(dāng)前,己建成使用的現(xiàn)役鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)中,一些結(jié)構(gòu)逐漸進(jìn)入服役后期的損傷、老化階段。對這些結(jié)構(gòu)的性態(tài)控制和維修決策是工程設(shè)計理論的重大課題之一,也是當(dāng)前國內(nèi)外工程界和力學(xué)界普遍關(guān)注的科研熱點。由于鋼纖維混凝土在裂縫出現(xiàn)后強(qiáng)度仍能提高,能繼續(xù)承受疲勞荷載,如何正確評定鋼纖維混凝土在裂縫出現(xiàn)后的性能,對結(jié)構(gòu)的安全性評定非常重要。因此,從壽命角度全面地研究鋼纖維混凝土疲勞積累損傷和性能劣化規(guī)律是鋼纖維混凝土力學(xué)性能研究發(fā)展的必然,課題的開拓性進(jìn)展為鋼纖維混凝土疲勞損傷的抗力估計和服役安全度、可靠度評定以及耐久性設(shè)計提供理論基礎(chǔ),具有明顯的工程意義。

鋼纖維混凝土是一種復(fù)雜的復(fù)合材料,摻入不同種類和不同摻量的纖維,其宏觀力學(xué)性能都不一樣,如果用試驗辦法來研究其宏觀力學(xué)性能是不經(jīng)濟(jì)的。為此,從細(xì)觀層次研究其增強(qiáng)機(jī)理,從而用細(xì)觀參數(shù)來反映材料宏觀力學(xué)性能,達(dá)到只要知道材料的細(xì)觀參數(shù),就能準(zhǔn)確預(yù)報纖維混凝土宏觀力學(xué)性能。

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