纖維（聚丙烯纖維）混凝土作為一種典型的復(fù)合材料具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特性，其力學(xué)性能規(guī)律不僅取決于其組成成分，也取決于細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征，聚丙烯纖維的分布規(guī)律，形狀，體積率及界面性質(zhì)等。因此，采用細(xì)觀力學(xué)方法進(jìn)行分析和研究復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)，探討宏觀與細(xì)觀之間的內(nèi)在聯(lián)系，尋求從更細(xì)微的角度去揭示復(fù)合材料損傷破壞的本質(zhì)，最終建立相應(yīng)的細(xì)觀模型。近年來(lái)，眾多的力學(xué)工作者共同合作已經(jīng)取得了大量的研究成果。董振英等對(duì)纖維增強(qiáng)韌性材料的理論研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié)和回顧：

①界面力學(xué)模型

以纖維-基體界面為研究對(duì)象，分析外力作用下界面發(fā)生脫黏、相對(duì)滑動(dòng)等破壞過(guò)程的力學(xué)模型。

②纖維增強(qiáng)脆性復(fù)合材料力學(xué)模型以纖維對(duì)基體材料的增強(qiáng)、增韌作用為研究對(duì)象，分析纖維橋聯(lián)對(duì)于脆性基體材料中宏微觀裂紋擴(kuò)展阻滯效果的力學(xué)模型。

③纖維混凝土單向拉伸力學(xué)模型以纖維混凝土材料在單向拉伸條件下的本構(gòu)行為為研究對(duì)象，從宏細(xì)觀角度對(duì)纖維增強(qiáng)脆性材料變形行為進(jìn)行解釋的力學(xué)模型。根據(jù)本課題試驗(yàn)研究以及工程應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容，主要對(duì)單軸拉伸試驗(yàn)與之相對(duì)應(yīng)的單向拉伸力學(xué)模型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：?jiǎn)屋S拉伸條件下的纖維混凝土材料的本構(gòu)模型是材料工作者非常感興趣的領(lǐng)域。這主要是因?yàn)?，與其他受力條件（受壓、受剪、劈拉及各種復(fù)合加載條件）相比，單軸拉伸試件破壞形式比較簡(jiǎn)單，破壞準(zhǔn)則便于掌握，易于進(jìn)行增強(qiáng)及破壞機(jī)理的分析 ，因此，至今為止，大量的材料工作者采用了不同的加載方式，不同的混凝土材料，纖維品種以及纖維體積摻率，進(jìn)行了許多種的單軸拉伸試驗(yàn)，但是由于難度相對(duì)較大，到目前為止還沒(méi)有完全統(tǒng)一的試驗(yàn)方法。

聚丙烯纖維混凝土在單軸拉伸條件下，其應(yīng)力-應(yīng)變?nèi)€按其開(kāi)裂后的形態(tài)可以分為應(yīng)變強(qiáng)化，應(yīng)變軟化兩種模型，見(jiàn)圖1.2?？傮w來(lái)說(shuō)，當(dāng)基體開(kāi)裂后，開(kāi)裂處的9荷載將完全由纖維承擔(dān)，若纖維數(shù)量較少，則不能繼續(xù)承擔(dān)開(kāi)裂前的荷載，所以隨著裂縫的繼續(xù)張開(kāi)，荷載急劇下降，變形曲線出現(xiàn)軟化段，纖維逐漸被拔出，或者直接斷裂，最終發(fā)生單縫破壞現(xiàn)象，如圖 1.2a 所示；若纖維摻量足夠大，基體開(kāi)裂后，隨著裂縫的不斷張開(kāi)，纖維可以繼續(xù)承載并且可以增大，從而使基體再次在其他斷面開(kāi)裂，形成多縫開(kāi)裂現(xiàn)象，如圖 1.2b 所示，此時(shí)的聚丙烯纖維混凝土變形曲線呈現(xiàn)出應(yīng)變強(qiáng)化趨勢(shì)，復(fù)合材料的強(qiáng)度和韌性得到一定程度的提高。

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