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超高性能水泥基复合材料(Ultra High Performance Cementitious Composites，简称UHPCC)是基于断裂力学和微观力学原理，系统地设计、调整和优化材料体系，从而得到的水泥基复合材料。普通混凝土开裂时，会出现单一宏观开裂裂缝，而且开裂后承载力下降很快，发生突然脆断。而UHPCC在加载开裂时，会出现很多条细小裂缝，承载力也不会马上出现下降，这样就将传统水泥基材料在抗拉荷载下单一裂纹的宏观开裂模式转化为多重微细裂纹的微观开裂模式。 混凝土结构的受力特性与裂缝的发展密不可分，加载至起裂荷载后，将产生微观裂缝，荷载继续增加，微裂缝发展成一条主裂缝，终于试件破坏。而混凝土构件或试样的断裂破坏，按照其在荷载作用下扩展形式的不同可分为张开型断裂（Ⅰ型）、滑开型断裂（Ⅱ型）和撕开型断裂(Ⅲ型)等三种。其中混凝土张开型断裂的整个过程可以大致分为三个阶段:裂缝起裂、稳定扩展、失稳破坏。Ⅰ型断裂裂纹的起裂、失稳扩展及各阶段的断裂参数是人们普遍关心的问题，因此对UHPCC断裂参数的研究就显得尤为重要。 针对上述问题，本文开展了如下研究内容: 1)UHPCC材料力学性能的研究 研究制作了尺寸为100mm×100mm×100mm和100mm×100mm×400mm的UHPCC抗压试件和抗折试件若干组，进行材料性能试验。试验结果表明:随着纤维总掺量的增加，试件的抗压强度亦增加，且增加的强度越来越大，扩展度越来越小，即流动性越来越小;在纤维总量不变的情况下，随着进口纤维掺量的增加，国产纤维减少，试件的抗压强度亦增加。 2)UHPCC三点弯曲梁Ⅰ型断裂性能研究 对尺寸为80mm×150mm×700mm、100mm×200mm×900mm的UHPCC三点弯曲梁进行Ⅰ型断裂性能试验研究和理论分析，研究这种新工艺混凝土材料的断裂机理，通过三点弯曲梁试件的断裂性能试验，测试断裂韧度参数。与混凝土基体的断裂试验进行比较，了解UHPCC的Ⅰ型断裂机理。研究不同抗压强度、试件尺寸、缝高比对UHPCC试件断裂参数的影响;总结UHPCC试件各断裂参数的变化规律;通过试验数据分析讨论UHPCC试件与混凝土基体试件断裂参数的异同点。试验结果表明: (1)在试验过程中，UHPCC开始加载时，荷载呈线性增加，荷载-应变的关系是线性的，继续增加荷载，裂缝尖端开裂，中间应变片断裂，两侧应变片测试值开始减小。荷载继续增加，裂缝贯穿整个截面，形成Ⅰ型破坏。基体混凝土在加载过程中，荷载—应变呈线性增加，当荷载继续增加，出现裂缝，应变减小，此时荷载即开裂荷载。 裂缝主要沿着缝顶端与加载点间的连线不断扩展。有部分截面纤维充足，导致裂缝出现微小的变向，大部分主裂缝都是竖直的。 (2)抗压强度增加，起裂断裂韧度和失稳断裂韧度都增加，与强度的增加呈线性关系。 (3)试件的初始缝高比变化，对UHPCC的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度影响较大;而对混凝土基体试件的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度影响不大，总体随初始缝高比的减小，起裂断裂韧度和失稳断裂韧度都增加。 (4)试件的尺寸变化，对UHPCC的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度影响都较大;而试件尺寸对水泥基体试件的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度影响呈现一定的离散型，但总体来说，尺寸越大，试件的起裂断裂韧度、失稳断裂韧度也越大。