【正文】 are much bigger than those of plain concrete(as shown in Table 5)． And the increments go up as the matrix strength or the fiber content increases． Compared to that on crack strain． the increscent effect of steel fiber on the strain at peak tensile load is more remarkable． 3． 2． 2 Tensile work and toughness modulus The tensile work was defined as the area under the loaddisplacement curve from 0 to 0． 5 rain ． More—over ， a tensile toughness modulus was introduced(shown in Table 5)． It was defined as： (2) where， fft is the ultimate tensile strength of SFRC； A， the area of the cross section of specimen． Both these two parameters were quoted to evaluate the toughness characters of SFRC under uniaxial tension． The tensile toughness modulus is a dimensionless factor． Compared to what the tensile work does． it can avoid the influence of the ultimate tensile strength when studying the toughness of SFRC． It call be found from Table 5 that the altering regularities of these two factors along with the changes of matrix strength and fiber content are approximate． Therefore， the emphasis of analysis was put on the toughness modulus． The relationship between the matrix strength and toughness modulus of SFRC with four kinds of steel fiber are shown in Fig． 3． whose fiber contents are all 1． O％ by volume． together with that relationship of plain concrete． The tensile toughness of SFRC is much better than that of plain concrete． The tensile toughening effect of steel fiber is remarkable． As the matrix strength rises． The brittleness of concrete increases obviously， and then the tensile toughness of plain concrete falls down． This phenomenon was also found on specimens containing fiber F1and F2． The pulling out of fiber F1 from concrete is in fact a process of hookend’s being straightened and the matrix’s being crushed around the hookend． When the hooked end is straightened at last． the tensile load falls down quickly． The higher the concrete strength. the larger the rigidity of the matrix and the shorter the time that the process mentioned above lasts． Thus． the stressstrain curve falls down more quickly， and then the toughness modulus decreases． However， the toughening effect of fiber F1 is the best among these four kinds of steel fiber． The aspect ratio of fiber F2 is the least。 (6)基體強(qiáng)度越高，鋼纖維高強(qiáng)混凝土的軸拉應(yīng)力應(yīng)變曲線在峰值過后下降得越快；纖維摻量的提高可以大大改善曲線的豐滿程度，鋼纖維類型對曲線形狀也有一定的影響。 (2)在摻入同種同量鋼纖維時，隨著基體強(qiáng)度的增加，鋼纖維高強(qiáng)混凝土與同配比素混凝土的初裂強(qiáng)度的比值基本不變；軸拉極限強(qiáng)度的比值有 所變化，且該變化對不同的纖維類型有所不同，鋼纖維與基體黏結(jié)性能好，且破壞時不被拉斷，則增強(qiáng)效果好。系數(shù)的取 值通過最小二乘法回歸獲得： （ 9） 可見基體強(qiáng)度和纖維參量對軸拉曲線下降段的下降速率的影響是相反的。 邊界條件為： 1) X=0， Y=0； 2) X=0， dy／ dx=E0 ／ Ep； 3)X=1， Y=1， dy／ dx=0． 由邊界條件可得公式 (5)可以簡化為： （ 5） 系數(shù) 可 以通過試驗數(shù)據(jù)回歸獲得 (6) 式中： E0 為圓點切線模量； EP 為峰值應(yīng)力點割線模量 (第一峰值 )。但是，隨著變形的增加，有兩條曲線有明顯的第二峰值出現(xiàn)，而另外兩條則沒有，正是根據(jù)這種現(xiàn)象，可以將其分為增強(qiáng)和增韌兩大類鋼纖 維混凝土，有第二峰值的為增韌類，無第二峰值的為增強(qiáng)類。該現(xiàn)象體現(xiàn)了 Fl型纖維良好的增韌效果。 從上中可以看到，基體強(qiáng)度越高，軸拉應(yīng)力一應(yīng)變?nèi)€下降得越快。當(dāng)基體強(qiáng)度很高時 (C80)，由于纖維拔斷現(xiàn)象影響了 F3 型的增韌效果， F4型鋼纖維的增韌效果叉反過來超過了 F3型鋼纖維。 在鋼纖維和基體之間黏結(jié)力的各組分中，摩擦力起主導(dǎo)作用。因此當(dāng)基體強(qiáng)度較高時，軸拉應(yīng)力 —— 應(yīng)變曲線下降得更快，軸拉韌性指數(shù)也有所下降。在摻有 F1 和 F2 型鋼纖維 的試件中也出現(xiàn)了韌性下降現(xiàn)象。 從上我們可以發(fā)現(xiàn)，基體強(qiáng)度和纖維含量兩種參數(shù)的有規(guī)律的改變很相似，因此我們分析的重點應(yīng)放在韌性指數(shù)上。另外，引入軸拉韌性指數(shù)。 軸拉變形性能和韌性 初裂拉應(yīng)變和峰值荷載拉應(yīng)變 對試件四周四個夾式位移計測得的應(yīng)變值進(jìn)行平均獲得試件的拉應(yīng)變值。可見隨著纖維摻量增大，軸拉初裂強(qiáng)度和極限強(qiáng)度均有提高。因為其與基體問的粘結(jié)力較小因此在試驗過程中 沒有纖維拔斷現(xiàn)象出現(xiàn)。另外它的增加量比劈拉恰強(qiáng)度大 F1 型鋼纖維作為基體的極限抗拉強(qiáng)度很高，這是因為這類型的鋼纖維的強(qiáng)度很高（大于 1100MPa）試驗過程中沒有纖維拔 斷的現(xiàn)象出現(xiàn)而且當(dāng)基體強(qiáng)度較高時 (C80)，鋼纖維的端部彎鉤被完全拉直。 DRAMIX 型纖維因為長度是其它三種纖維長度的 2 倍，其斷裂韌性更好，在試驗曲線中可以看出在應(yīng)變達(dá)到后，其荷載強(qiáng)度仍然保持較高水平，直到 10000με應(yīng)變時荷載仍可保持其峰值水平的 50%左右。張拉應(yīng)力 —— 應(yīng)變曲線由此獲得。粗骨料采用 5～ 20 石灰?guī)r碎石。這些被用來研究鋼纖維混凝土的 C30,C60,C80 混凝土被制成的試件，在標(biāo)準(zhǔn)情況下養(yǎng)護(hù) 28天。當(dāng)鋼纖維摻量很低（為零或 ％時），在荷載峰值采用低周反復(fù)加載曲線的外包絡(luò)線來獲得軸拉應(yīng)力 — — 應(yīng)變?nèi)€ .。 二、實驗內(nèi)容 試驗在 60噸萬能試驗機(jī)上進(jìn)行。另外，在強(qiáng)力作用下，鋼筋混凝土的應(yīng)力 —— 應(yīng)變曲線受多種因素的影響。然而它對其它性質(zhì)的改進(jìn)很小，因此在正常實驗方法下如此低得的纖維含量很難難得到鋼纖維混凝土軸拉應(yīng)力 —— 應(yīng)變曲線的平穩(wěn)段。 混凝土應(yīng)力實驗 一、實驗介紹 直徑很小的鋼纖維用于混凝土結(jié)構(gòu)可以大大的提高混凝土的抗拉承載能力。為了找到一個合適易行的方法來研究 SFRC軸拉性能人們做了很多工作并且有報告稱可通過添加剛性組件方法來獲得軸拉全曲線。對纖維混凝土增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行研究，要獲得鋼纖維混凝土的受拉全過程曲線，采用軸拉方法最為適宜，但是要在試驗方法上作一定改進(jìn)，并且試驗機(jī)要有足夠的剛度，來保證試驗過程的穩(wěn)定。在試驗裝置中添加了四個高強(qiáng)鋼桿以增大試件的卸載剛度，并通過在試件兩端添加球鉸來消除試件的初始偏心率。 材料 由四種不同類型的鋼纖維用于該試驗，這些纖維中三種是帶鉤的（和）一種是光滑的。三種試件的平均強(qiáng)度見于表一。 表一 、試件 用建筑結(jié)構(gòu)膠將軸拉試件粘貼于兩端的鋼墊板上。對于高強(qiáng)度鋼纖維混凝土諸如抗拉能力等拉伸特性也由此得到。 三、試驗結(jié)果和分析 劈拉強(qiáng)度和軸拉極限強(qiáng)度 不同試件的劈拉強(qiáng)度和軸拉極限強(qiáng)度查表，在混凝土中增加鋼纖維的量可以提高它的劈拉強(qiáng)度和軸拉極限強(qiáng)度，兩種不同參數(shù)的鋼纖維鋼筋混凝土和普通混凝土 （它們的混合比例相同）的比率也可查表。由于黏結(jié)強(qiáng)度的提高，基體強(qiáng)度越高，該纖維對高強(qiáng)混凝土軸拉極限強(qiáng)度的增強(qiáng)效果越好。并且隨著基體強(qiáng)度升高，由于黏結(jié)力的增大，該纖維增強(qiáng)效率有持續(xù)提高。兩圖中曲線的上升趨勢很相似。 若試驗中試件相對側(cè)面的拉應(yīng)變差大于平均值的 15％，該試件作廢。其定義為： (2) 式中 : fft 為鋼纖維混凝土軸拉極限強(qiáng)度； A 為軸拉試件的破壞橫截面面積。 摻有四種鋼纖維及素混凝土試件基體強(qiáng)度與軸拉韌性指數(shù)的關(guān)系成比例，其中纖維混凝土試件中鋼纖維體積摻率均為 1． 0％。 F1 型纖維從基體中拔出其實是一個纖維端鉤被拉直，纖維端部周圍混凝土被擠碎的過程。 在四種類型纖維種 F1型纖維的增韌效果最好， F2 型纖維長徑比最小，基體強(qiáng)度較高時出現(xiàn)了纖維拔斷現(xiàn)象，因此當(dāng)基體強(qiáng)度增加時韌性指數(shù)不斷下降。摩擦力隨基體強(qiáng)度的升高而增大，且該黏結(jié)類型的拔出破壞是一個持續(xù)過程，因此基體強(qiáng)度升高對摻有這兩種鋼纖維的混凝土韌性起積極作用。 鋼纖維鋼筋混凝土單軸拉伸應(yīng)力 —— 應(yīng)變曲線 典型的鋼纖維高強(qiáng)混凝土軸拉應(yīng)力一 應(yīng)變?nèi)€ (為了便于比較，每組試件選出