微纤维增强再生骨料混凝土在循环荷载作用下的损伤本构建模

《Journal of the American Ceramic Society》：Damage constitutive modeling of microfiber-reinforced recycled aggregate concrete under cyclic loads

基于在位四维CT扫描，研究钢微纤维增强再生骨料混凝土（MF-RAC）的循环荷载行为，揭示纤维桥接、裂纹偏转等机制，使残余强度提升66.2%，永久应变减少54.1%，并提出新型本构模型及损伤演化模型。

　　

摘要

本研究采用原位四维（4D）计算机断层扫描（CT）技术，对循环加载条件下微纤维增强再生骨料混凝土（MF-RAC）的微观结构演变进行了多尺度分析。与普通再生骨料混凝土（RAC）相比，添加2.0%的钢微纤维显著提高了其残余强度（提高了66.2%），并减少了永久应变积累（降低了54.1%）。4D CT成像技术直接展示了纤维的桥接作用、裂缝偏移以及微裂缝扩展的抑制机制，阐明了MF-RAC抗损伤的关键机理。本文提出了一种新的多相本构模型，能够准确描述循环加载下的非线性滞后响应和弹塑性转变过程。此外，还建立了一种损伤演化模型，该模型将刚度退化与实时内部裂缝扩展过程进行定量关联，并通过基于图像的损伤指标进行了验证。这些发现加深了对再生骨料复合材料微观结构与性能关系的理解，为设计耐久、可持续且高性能的混凝土基础设施提供了科学依据。

利益冲突声明

作者声明不存在任何利益冲突。