隨著混凝土結構的應用范圍和規(guī)模的不斷擴大,開拓了許多承受疲勞的結構領域;另一方面,混凝土道路、橋梁等常規(guī)結構隨著交通運輸的發(fā)展也正受到日益嚴重的疲勞作用。混凝土結構的設計思想和方法也不斷改進,以可靠度為基礎的極限狀態(tài)設計方法逐步取代傳統(tǒng)的設計方法,其中疲勞極限作為一種重要的結構極限狀態(tài),也受到很大的重視。因此,鋼纖維對混凝土的疲勞特性和疲勞損傷影響機理的研究也逐漸深入。

  對于鋼纖維混凝土,作為工程材料,它的應用遠比普通混凝土的應用歷史短,其疲勞及其損傷特性研究遠不能滿足工程應用的要求。隨著鋼纖維混凝土的廣泛應用,以及鋼纖維混凝土設計方法和設計規(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。在鋼纖維混凝土細觀機理方面,我國學者對界面性能,增強機理,纖維分布、取向、邊壁效應等進行了大量的理論和試驗研究。
  由此可見,鋼纖維對混凝土的疲勞壽命概率分布、疲勞變形、疲勞損傷演變規(guī)律、疲勞損傷機理等疲勞特性有極大的影響。
  鋼纖維混凝土的優(yōu)越性能已經得到普遍的認可并廣泛應用于各種復雜結構中,如道路路面、機場跑道、橋梁、鐵路枕軌、海洋結構、核反應堆安全殼、水利工程、耐火材料結構等。在許多工作環(huán)境下服役的鋼纖維混凝土結構物或構筑物都要承受彎曲疲勞荷載的作用,因此鋼纖維對混凝土的彎曲疲勞特性和提高混凝土的疲勞性能有極大的作用。
  當前,己建成使用的現(xiàn)役鋼纖維混凝土結構中,一些結構逐漸進入服役后期的損傷、老化階段。對這些結構的性態(tài)控制和維修決策是工程設計理論的重大課題之一,也是當前國內外工程界和力學界普遍關注的科研熱點。由于鋼纖維混凝土在裂縫出現(xiàn)后強度仍能提高,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,對結構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性能研究發(fā)展的必然,課題的開拓性進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計提供理論基礎,具有明顯的工程意義。
  鋼纖維混凝土是一種復雜的復合材料,摻入不同種類和不同摻量的纖維,其宏觀力學性能都不一樣,如果用試驗辦法來研究其宏觀力學性能是不經濟的。為此,從細觀層次研究其增強機理,從而用細觀參數來反映材料宏觀力學性能,達到只要知道材料的細觀參數,就能準確預報纖維混凝土宏觀力學性能。

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