冲击载荷下FRP与纤维增强混凝土的冲孔及局部损伤研究

"这篇论文详细探讨了在低速冲击载荷下，纤维增强混凝土和FRP（纤维增强聚合物）钢筋混凝土的冲孔和局部损伤性能。研究关注了FRP在增强混凝土结构中的作用，特别是在高应变率条件下的优势。通过对不同类型的混凝土样本（包括FRP增强普通混凝土、钢纤维增强混凝土和PVA纤维增强混凝土）进行冲击测试，分析了它们的能量耗散能力和穿透深度。实验结果表明，FRP增强混凝土在冲击载荷下的表现显著优于未增强的混凝土，其总耗散能量可达到非增强混凝土的两倍甚至更多。此外，对于双向冲击，FRP增强混凝土的性能提升更为显著，尤其是PVA FRCC样本，其耗散能量是普通混凝土的四倍。在评估纤维渗透对混凝土抗拉强度的影响时，休斯公式被证明比其他经验公式更准确地预测穿透深度。" 在当前的建筑行业中，纤维混凝土因其高延展性和能量吸收能力而受到广泛关注。然而，仅仅依靠在混凝土基体中添加纤维并不能确保理想的FRCC（纤维增强混凝土）特性。因此，纤维增强聚合物（FRP）作为一种结构增强材料，由于其在高应变率环境下的优越性，成为了许多研究的焦点。FRP产品依赖于制造工艺，质量和一致性可能会有所波动。 本研究采用双向冲孔试验，这是一种模拟真实世界冲击载荷情况的有效方法，以评估不同类型的混凝土样本在动态荷载下的响应。结果显示，无论是FRP增强的普通混凝土还是钢纤维或PVA纤维增强的混凝土，其在冲击载荷下的增强耗散能量都远超未增强的混凝土。具体来说，FRP加固的混凝土在冲击载荷下的能量吸收能力显著提高，尤其是在双向冲击测试中，表现出更强的抗破坏能力。 在所有测试样本中，PVA纤维增强混凝土的性能尤为突出，其总耗散能量是普通混凝土的四倍，显示了PVA纤维在增强混凝土抗冲击性能方面的潜力。同时，休斯公式在预测纤维渗透对混凝土抗拉强度影响方面展现出优越性，这为设计和分析结构提供了更精确的计算依据。 这项研究强调了FRP在提高混凝土结构在低速冲击载荷下的耐久性和安全性方面的重要性，并为未来的设计和施工实践提供了理论支持。同时，它还提醒了我们，选择合适的增强材料和考虑混凝土与增强材料间的相互作用对于优化结构性能至关重要。