水泥基材料中倾斜钢纤维拔出性能数值模拟

doi:10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20220069

石家庄铁道大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 35 ›› Issue (03) : 42 -49. DOI: 10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20220069

水泥基材料中倾斜钢纤维拔出性能数值模拟

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摘要

在水泥基材料中加入钢纤维能够显著提升其受拉韧性和残余抗拉强度，探明单根钢纤维拔出机理是研究纤维增强水泥基复合材料及结构构件力学性能的前提条件。采用数值模拟方法，首先建立了水泥基材料中钢纤维倾斜角度为0°时的二维有限元模型，对纤维拔出性能进行了模拟。在此基础之上，考虑了倾斜纤维拔出时的基体剥落和挤压摩擦效应，建立了倾斜钢纤维拔出有限元模型。通过与已有单根纤维拔出试验结果对比，验证了上述模型的正确性。此外，探究了倾斜角度对纤维拔出性能的影响，结果表明，纤维倾斜角度在25°～30°之间时，纤维峰值拔出荷载最大。