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钢纤维混凝土的弯曲韧性和断裂性能是钢纤维混凝土的重要力学性能。随着研究的不断深入,掌握早龄期钢纤维混凝土力学性能的发展规律并采取相应措施,这将有助于钢纤维混凝土工程的长期质量。本文围绕早龄期钢纤维混凝土的力学性能,主要作了如下研究工作:(1)设计并制作了54个立方体试件和27个小梁试件,进行了早龄期钢纤维混凝土的抗压、劈裂抗拉和抗折强度试验,并进行了两种龄期不同纤维掺量试件强度的对比,得到了强度随龄期发展的拟合公式。7天龄期强度可以达到28天龄期强度的60%~75%,其中抗折强度增长幅度最大。这将为工程应用中预测钢纤维混凝土的强度发展提供参考依据。(2)设计并制作了36个小梁试件,进行了早龄期钢纤维混凝土弯曲韧性试验,并分别利用ASTM C1018韧度指数法和德国纤维混凝土标准DBV法对试验结果进行评价。结果表明,早龄期钢纤维混凝弯曲韧度指数比值均介于1.95~2.20之间,与理想弹塑性参数2较为接近。剩余强度系数在88.0~134.4之间变化,表明该类型钢纤维混凝土有良好的塑性性能。龄期对钢纤维混凝土韧度指数影响不明显,但纤维掺量对韧度指数有较大影响,且对早龄期混凝土影响显著。(3)设计并制作了36个带预制裂缝小梁试件,进行了早龄期钢纤维混凝土断裂性能试验,就断裂能和断裂韧度这两个重要参数进行断裂韧性评价,得到了断裂韧度和断裂能与龄期发展关系的公式:GF=1116.92+816.02x-13.06x2,KIC=2.235-10.57/(1+exp(x+10.876)/7.857)。由于劈裂抗拉破坏与三点弯曲断裂试件破坏机理相似,建立了劈裂抗拉强度与断裂韧度的关系公式:KIC=-0.3361+0.7641ft-0.0446ft2。经验算,与试验结果误差较小,故可以通过劈裂抗拉试验间接评价早龄期钢纤维混凝土断裂韧度。(4)利用数值模拟软件MFPA2D,从细观角度对钢纤维混凝土弯曲韧性和三点抗弯试件的断裂损伤过程进行数值模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。更重要的是,数值模拟从弹性模量图、应力变化图及声发射图等方面显示出室内试验无法看到的微观破坏现象。