【摘 要】
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钢纤维混凝土在土木工程中应用广泛,由于长期服役,许多钢纤维混凝土结构存在承载力降低、刚度下降以及耐久性减弱等诸多问题。为确保工程结构的安全性,有必要对在役钢纤维混凝土结构的工作应力进行诊断。目前,关于钢纤维混凝土在役结构的工作应力诊断问题没有得到很好的解决。本文的研究目标是获取一个具有实用性的钢纤维混凝土超声应力诊断方法,研究中采用理论与试验相结合的研究方法,主要工作如下:（1）对钢纤维混凝土声弹
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钢纤维混凝土在土木工程中应用广泛,由于长期服役,许多钢纤维混凝土结构存在承载力降低、刚度下降以及耐久性减弱等诸多问题。为确保工程结构的安全性,有必要对在役钢纤维混凝土结构的工作应力进行诊断。目前,关于钢纤维混凝土在役结构的工作应力诊断问题没有得到很好的解决。本文的研究目标是获取一个具有实用性的钢纤维混凝土超声应力诊断方法,研究中采用理论与试验相结合的研究方法,主要工作如下:（1）对钢纤维混凝土声弹性系数与钢纤维体积掺量之间的关系进行了试验研究。研究中制作了4根不同钢纤维掺量的试件,体积掺量分别取0、0.6%、1.2%、1.8%,进行了弹性阶段单轴受压应力状态下的波速测量试验,分析了不同掺量钢纤维混凝土的声弹性系数。研究结果表明:声弹性系数并不是随着钢纤维体积掺量的增加而一直减小,而是先减后增,在所有试件中,0.6%体积掺量的钢纤维混凝土声弹性系数最小;加载方向上的声弹性系数随钢纤维体积掺量的变化趋势与垂直于加载方向上的相似。结论为:声弹性系数受钢纤维体积掺量影响,可以将声弹性系数作为判断钢纤维最佳掺量的一个指标。（2）对钢纤维混凝土损伤与超声波波速之间的相关性进行了试验研究。研究中制作了7根不同钢纤维掺量的试件,体积掺量分别取0、0.3%、0.6%、0.9%、1.2%、1.5%、1.8%,进行了单轴受压直至破坏的波速与应变测量试验,分析了不同掺量钢纤维混凝土损伤值与超声波波速之间的关系。研究结果表明:损伤与波速关系可分为三个阶段,具体为弹性阶段、损伤累积阶段以及破坏阶段;钢纤维的加入提高了素混凝土出现损伤的应力阈值,但应力阈值并不是随着钢纤维体积掺量的增加而一直提高,在上述试件中,0.6%钢纤维体积掺量混凝土出现损伤的应力阈值最高。结论为:钢纤维的加入能够提高素混凝土的抗损伤能力,可以利用超声波波速来判断钢纤维混凝土的损伤情况,可以考虑将损伤应力阈值作为判断钢纤维最佳掺量的一个指标。（3）对受压钢纤维混凝土构件的超声应力诊断方法进行了初步探讨。提出了一个利用超声波波速分阶段求出工作应力的方法,并采用了7根与工作（2）中试件配合比相同的对照组试件对该方法进行试验验证。验证结果表明:本文提出的方法误差均小于13.1%。结论为:利用超声波波速对钢纤维混凝土轴压构件进行工作应力诊断具有可行性。
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