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钢纤维混凝土动态抗拉强度的实验研究
钢纤维混凝土动态抗拉强度的实验研究
摘要：
钢纤维混凝土（GFRC）是一种利用钢纤维增强普通混凝土强度和韧性的材料。在工程结构中，混凝土常常受到动态加载的影响，因此研究GFRC在动态加载下的抗拉性能对于提高结构的抗震能力和安全性具有重要意义。本文通过对GFRC样本进行动态拉伸实验，研究其动态抗拉强度，并探讨与静态抗拉强度的关系。
1.引言
在地震、爆炸及冲击等动态荷载下，混凝土结构的耐久性和承载能力变得尤为重要。钢纤维混凝土是一种由普通混凝土中添加钢纤维形成的增强材料，能够增强混凝土的抗拉强度和韧性。因此，研究GFRC在动态加载下的抗拉性能，对于提高结构的抗震能力和安全性具有重要意义。
2.实验方法
2.1材料准备
选取标准普通混凝土作为基础材料，并添加一定比例的钢纤维。混凝土按照设计配比制备，并在搅拌过程中逐步加入钢纤维，保证钢纤维均匀分布在混凝土中。
2.2样本制备
根据实验需求，制备一定数量的GFRC试件。试件的尺寸为标准拉伸试件尺寸，并根据实验要求在试件上设置应变计用于测量应变变化。
2.3实验装置
使用万能材料试验机作为拉伸装置，并配备动态加载设备。根据实验需求，设置不同的加载频率和振幅。
3.实验过程与结果分析
将制备好的GFRC试件放入拉伸装置中，并进行拉伸试验。通过加载设备施加动态拉伸荷载，同时记录荷载和试件应变的变化。根据实验数据，计算GFRC的动态抗拉强度，并与静态抗拉强度进行比较。
根据实验结果，可以得出以下结论：
（1）GFRC的动态抗拉强度随着加载频率的增加而减小。这是因为高加载频率会增加试件的振动，从而导致试件内部钢纤维的断裂；
（2）与静态抗拉强度相比，GFRC的动态抗拉强度较低。这是由于动态加载下的加载速率较高，不利于试件中钢纤维和混凝土的力学作用；
（3）随着振幅的增加，GFRC的动态抗拉强度先增加后减小。这是由于小振幅下试件中的钢纤维能够有效地在拉伸过程中传递力量，而大振幅下试件会出现局部锁压现象，导致GFRC的抗拉强度下降。
4.结论
通过对GFRC的动态抗拉强度进行实验研究，得出了GFRC的动态抗拉强度与加载频率和振幅的关系。动态加载会对GFRC的抗拉性能产生负面影响，并降低其抗拉强度。因此，在工程实践中，需要考虑GFRC在动态加载下的性能表现，以提高结构的抗震能力和安全性。
参考文献：
[1]李晓刚,王炳炎.钢纤维混凝土的动态力学性能试验研究[J].建筑学报,2003,49(3):76-82.
[2]ZhangRJ,ShengJF,LiB,etal.Mechanicalbehaviorofsteelfiber-reinforcedconcreteunderdynamictensileloads[J].EngineeringStructures,2009,31(6):1487-1496.
[3]DuanWH,HouYJ.Experimentalinvestigationonimpactperformanceofsteelfiberreinforcedconcretestructures[J].JournalofBuildingStructures,2011,32(4):40-46.