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铁尾矿砂浮石混凝土梁抗剪性能数值模拟研究
摘要
本文探讨了利用铁尾矿砂、浮石和水泥制备混凝土梁，在抗剪性能方面进行数值模拟研究。通过有限元分析软件ABAQUS对混凝土梁进行模拟，探讨了铁尾矿砂浮石混凝土梁在不同摆角下的抗剪性能。结果显示，梁在0度及90度时抗弯强度最大，且其抗剪性能与普通混凝土梁相近。本研究为铁尾矿砂及浮石的高附加值利用提供了参考。
关键词：铁尾矿砂；浮石；抗剪；混凝土；数值模拟
引言
随着各种资源的日益枯竭，资源再利用和高附加值利用成为了当前和未来的热点。铁尾矿砂和浮石是常见的矿业副产品，其资源浪费还造成了环境污染等问题。如何有效利用这些资源，不仅可以减轻环境负担，而且可以为经济增长和可持续发展做出贡献。
混凝土作为建筑材料的重要组成部分，其性能关系到建筑物的可靠性和安全性。在传统的混凝土制备中，水泥是主要原料。但是，水泥的制备需要大量的能源和资源，且其制备过程会释放大量的二氧化碳等有害物质。因此，寻找替代水泥的材料已成为当前的研究热点之一。
铁尾矿砂和浮石具有良好的物理和力学性质，可作为混凝土中的替代材料。本研究利用ABAQUS软件，对铁尾矿砂浮石混凝土梁进行了数值模拟，探究了其在不同摆角下的抗剪性能。
材料和方法
1.材料
铁尾矿砂是一种以铁矿为主要成分的矿石粉末，属于固体废弃物。浮石是一种火山岩，常用于建筑材料、路面等领域。本研究选择析出铁尾矿砂和浮石，以及水泥、石子等作为原料，制备混凝土梁。
2.方法
（1）配制混凝土梁原材料
本研究将铁尾矿砂、浮石、水泥和石子依照一定配比放入混凝土制备设备中，配制混凝土梁。
（2）梁制备
将配制好的混凝土倒入钢模具中，静置固化，得到混凝土梁。
（3）数值模拟分析
使用ABAQUS有限元分析软件对混凝土梁进行数值模拟分析。对梁进行不同摆角下的抗剪性能分析。
结果与讨论
1.铁尾矿砂浮石混凝土梁的抗弯强度
图1显示了铁尾矿砂浮石混凝土梁在不同摆角下的抗弯强度。在0度及90度时梁的抗弯强度最大，即使在摆角达到45度时梁的抗弯强度仍能保持在较高水平。这说明铁尾矿砂浮石混凝土梁具有较好的力学特性。
2.铁尾矿砂浮石混凝土梁的抗剪性能
图2显示了铁尾矿砂浮石混凝土梁在不同摆角下的抗剪性能。在0度及90度时梁的抗剪性能最好，且其抗剪强度与普通混凝土梁相近。在摆角达到45度时，梁的抗剪强度略有下降。
结论
本研究利用ABAQUS软件，对铁尾矿砂浮石混凝土梁在不同摆角下的抗剪性能进行了数值模拟研究。结果表明，梁在0度及90度时抗弯强度最大，且其抗剪性能与普通混凝土梁相近。因此，铁尾矿砂及浮石可以作为混凝土中的替代材料，其高附加值利用值得进一步研究。