Luận án: Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi UHPC
Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cốt sợi hiệu năng cực cao. Phân tích sự ảnh hưởng của kích thước mẫu đến đặc tính chịu lực.
Sejong University
Civil & Environmental Engineering
Luan An
Luận án tiến sĩ
Năm xuất bản
Số trang
228
Thời gian đọc
35 phút
Lượt xem
0
Lượt tải
0
Phí lưu trữ
50 Point
Tổng quan nhanh
- Chủ đề:
- Tổng quan UHPC: Vật liệu tiên tiến & Thách thức ứng dụng
- Số trang:
- 228 trang
- Trường:
- Sejong University
- Chuyên ngành:
- Civil & Environmental Engineering
- Tác giả:
- Duy Liem Nguyen
- Năm:
- 2015
Tóm tắt nội dung luận án
I.Tổng quan UHPC Vật liệu tiên tiến Thách thức ứng dụng
Bê tông cường độ cực cao (UHPC) là một vật liệu xây dựng hứa hẹn. UHPC mang lại nhiều lợi ích cho hạ tầng dân dụng. Vật liệu này có cường độ rất cao, độ dẻo và độ bền vượt trội. Cấu trúc vi mô đặc chắc góp phần vào các tính chất này. Hành vi làm cứng biến dạng kéo độc đáo là một ưu điểm lớn. Các kỹ sư cấu trúc đang nỗ lực ứng dụng nhiều loại UHPC. Các ví dụ bao gồm DUCTAL, CERACEM, CEMTECmultiscale và CARDIFRC. Chúng được sử dụng trong cầu, tòa nhà cao tầng và các cấu trúc quân sự. Tuy nhiên, ứng dụng UHPC còn hạn chế do chi phí cao. Thiếu bộ quy tắc thiết kế cũng là một rào cản lớn. Để thúc đẩy ứng dụng, cần hiểu rõ hiệu suất cơ học của UHPC. Đặc biệt, hiệu ứng kích thước lên hành vi kéo và uốn chưa được làm rõ. Nghiên cứu này nhằm mục tiêu khảo sát có hệ thống các hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của UHPC. Nó cũng khám phá mối tương quan giữa hành vi kéo và uốn. Các phát hiện sẽ cung cấp cơ sở khoa học cho các mã thiết kế trong tương lai.
1.1. Tiềm năng ứng dụng của Bê tông cường độ cực cao
Bê tông cường độ cực cao (UHPC) là một loại vật liệu xây dựng tiên tiến. UHPC có tiềm năng to lớn trong việc nâng cao độ bền, độ dai và tuổi thọ của hạ tầng dân dụng. Đặc biệt, nó hữu ích trong các điều kiện chịu tải cơ học và môi trường khắc nghiệt. Tính chất vượt trội của UHPC bao gồm cường độ rất cao, độ dẻo ấn tượng và độ bền vượt trội. Cấu trúc vi mô của UHPC cực kỳ đặc chắc. Điều này giúp vật liệu thể hiện hành vi làm cứng biến dạng kéo độc đáo. Nhiều kỹ sư cấu trúc đã bắt đầu thử nghiệm áp dụng các loại UHPC khác nhau. Các ví dụ điển hình là DUCTAL, CERACEM và CARDIFRC. Chúng được sử dụng trong các công trình như cầu, tòa nhà cao tầng và các cấu trúc quân sự. Khả năng chịu lực và độ bền của UHPC mở ra nhiều hướng phát triển mới cho ngành xây dựng.
1.2. Hạn chế hiện tại và Yêu cầu nghiên cứu
Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc ứng dụng UHPC vẫn chưa phổ biến. Một nguyên nhân chính là chi phí sản xuất và thi công của UHPC cao hơn đáng kể so với bê tông thông thường. Hơn nữa, một rào cản lớn khác là sự thiếu hụt các bộ quy tắc và tiêu chuẩn thiết kế chính thức cho UHPC. Tình trạng này gây trở ngại nghiêm trọng cho việc triển khai thực tế của vật liệu này trong các dự án quy mô lớn. Để khắc phục điều này, việc hiểu rõ toàn bộ các tính chất cơ học của UHPC là rất cần thiết. Một nghiên cứu chuyên sâu về các đặc tính này sẽ tạo cơ sở vững chắc để xây dựng các quy tắc thiết kế chuẩn hóa, thúc đẩy ứng dụng UHPC rộng rãi hơn.
1.3. Tầm quan trọng của hiệu ứng kích thước
Trong số các tính chất cơ học của UHPC, hiệu ứng kích thước đối với hành vi kéo và uốn vẫn chưa được làm rõ hoàn toàn. Đây là một khoảng trống kiến thức quan trọng cần được giải quyết. Nghiên cứu này tập trung vào việc khảo sát một cách có hệ thống các hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của UHPC. Các thí nghiệm được thực hiện dưới điều kiện kéo trực tiếp và uốn. Mục tiêu là cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách kích thước mẫu thử ảnh hưởng đến phản ứng của vật liệu. Ngoài ra, nghiên cứu còn khám phá mối tương quan giữa hành vi kéo và uốn của UHPC. Điều này giúp hiểu rõ hơn về cách vật liệu ứng xử dưới các loại tải trọng khác nhau. Các phát hiện này sẽ đóng góp đáng kể vào việc phát triển mã thiết kế an toàn và hiệu quả cho các cấu kiện bê tông cường độ cực cao cốt sợi.
II.Hiệu ứng kích thước lên Tính chất uốn của Bê tông cốt sợi
Nghiên cứu đã điều tra hiệu ứng kích thước lên hành vi uốn của bê tông cường độ cực cao cốt sợi (UHPFRC). Ba loại mẫu thử uốn với kích thước khác nhau được sử dụng. Chúng có hình dạng giống hệt nhau. Thử nghiệm uốn bốn điểm đã được áp dụng. Hai hàm lượng sợi thép được sử dụng. Một loại có 1.0% sợi xoắn dài và 0.5% sợi trơn ngắn. Loại còn lại chứa 1.0% sợi xoắn dài và 1.0% sợi trơn ngắn. UHPFRC cho thấy hiệu ứng kích thước rõ ràng. Các thông số như cường độ uốn, độ võng chuẩn hóa và khả năng hấp thụ năng lượng chuẩn hóa đều bị ảnh hưởng. UHPFRC với hàm lượng sợi thấp hơn cho thấy khả năng biến dạng thấp hơn. Đồng thời, hiệu ứng kích thước cũng mạnh hơn. Điều này khẳng định vai trò quan trọng của hàm lượng sợi trong việc giảm thiểu sự nhạy cảm với kích thước. Nguồn gốc của hành vi uốn phụ thuộc kích thước cũng được thảo luận chi tiết.
2.1. Phương pháp thử nghiệm và Vật liệu UHPC cốt sợi
Nghiên cứu tiến hành điều tra hiệu ứng kích thước lên hành vi uốn của UHPC. Ba loại mẫu thử uốn với kích thước khác nhau được sử dụng. Tất cả các mẫu có hình dạng giống hệt nhau. Thử nghiệm uốn bốn điểm được áp dụng để đánh giá hiệu suất. Hai hàm lượng sợi thép được sử dụng trong ma trận vữa. Loại thứ nhất bao gồm 1.0% sợi thép xoắn dài và 0.5% sợi thép trơn ngắn. Loại thứ hai chứa 1.0% sợi thép xoắn dài và 1.0% sợi thép trơn ngắn. Hàm lượng sợi thép này ảnh hưởng trực tiếp đến tính chất cơ học. Mục tiêu là xác định mức độ ảnh hưởng của kích thước mẫu và hàm lượng sợi đến phản ứng uốn của bê tông cốt sợi.
2.2. Kết quả về cường độ uốn và khả năng hấp thụ năng lượng
UHPC thể hiện hiệu ứng kích thước rõ ràng trên các thông số uốn. Cường độ uốn, độ võng chuẩn hóa, và khả năng hấp thụ năng lượng chuẩn hóa đều bị ảnh hưởng. Các mẫu có kích thước lớn hơn thường cho thấy các giá trị khác biệt. Đặc biệt, cường độ uốn có xu hướng giảm khi kích thước mẫu tăng. Khả năng hấp thụ năng lượng cũng thay đổi đáng kể. Điều này cho thấy sự cần thiết phải xem xét kích thước khi thiết kế các cấu kiện thực tế. Phân tích đứt gãy cho thấy cơ chế phá hoại thay đổi theo kích thước. Độ dai của vật liệu cũng có thể bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng kích thước.
2.3. Vai trò của hàm lượng sợi thép và hiệu ứng kích thước
Hàm lượng sợi thép đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh hiệu ứng kích thước. UHPC với hàm lượng sợi thấp hơn cho thấy khả năng biến dạng thấp hơn. Đồng thời, hiệu ứng kích thước cũng mạnh mẽ hơn. Điều này chỉ ra rằng sợi thép không chỉ tăng cường độ dẻo và độ dai của vật liệu. Nó còn giúp giảm bớt sự nhạy cảm của vật liệu với kích thước. Nguồn gốc của hành vi uốn phụ thuộc kích thước được thảo luận chi tiết. Các yếu tố như sự phân bố sợi, kích thước vùng phá hoại và bản chất của ma trận bê tông đều góp phần vào hiện tượng này. Hiểu rõ điều này là cần thiết để tối ưu hóa thiết kế bê tông cường độ cực cao cốt sợi.
III.Ảnh hưởng kích thước hình dạng đến Độ bền kéo UHPC
Nghiên cứu đã khám phá hiệu ứng kích thước và hình dạng lên phản ứng ứng suất-biến dạng kéo trực tiếp của UHPC. Sáu loại mẫu thử với hình dạng khác nhau được thiết kế. Chúng khảo sát ảnh hưởng của chiều dài đo, độ dày, diện tích tiết diện và thể tích. UHPC trong thí nghiệm chứa 1.0% sợi thép xoắn dài và 1.0% sợi thép trơn ngắn. Các kích thước và hình dạng khác nhau không ảnh hưởng đáng kể đến cường độ sau nứt của UHPC. Tuy nhiên, chúng tạo ra hiệu ứng rõ rệt lên khả năng biến dạng, độ dẻo và khả năng hấp thụ năng lượng. Hành vi nứt đa điểm của vật liệu cũng bị ảnh hưởng. Các phát hiện này cung cấp hiểu biết sâu sắc về cách kích thước và hình dạng mẫu thử tác động đến tính chất cơ học kéo của UHPC.
3.1. Thiết kế thí nghiệm kéo trực tiếp và các thông số
Nghiên cứu tiến hành khám phá hiệu ứng kích thước và hình dạng lên phản ứng ứng suất-biến dạng kéo trực tiếp của UHPC. Sáu loại mẫu thử với hình dạng khác nhau được thiết kế. Các mẫu này được sử dụng để khảo sát ảnh hưởng của chiều dài đo, độ dày, diện tích tiết diện và thể tích. Mục tiêu là hiểu rõ tác động của các thông số hình học này. UHPC trong chương trình thí nghiệm chứa 1.0% sợi thép xoắn dài và 1.0% sợi thép trơn ngắn. Thành phần này tương tự như trong các thí nghiệm uốn, đảm bảo tính nhất quán. Điều này giúp đánh giá một cách toàn diện hiệu ứng của kích thước và hình dạng lên các tính chất cơ học.
3.2. Ảnh hưởng đến cường độ sau nứt và độ dẻo
Các kích thước và hình dạng khác nhau của mẫu thử không tạo ra ảnh hưởng đáng kể. Cụ thể, cường độ sau nứt của UHPC ít bị tác động. Điều này cho thấy khả năng chịu tải sau khi vết nứt đầu tiên xuất hiện khá ổn định. Tuy nhiên, các thông số này lại tạo ra ảnh hưởng rõ rệt. Ảnh hưởng này thể hiện trên khả năng biến dạng và độ dẻo của vật liệu. Mẫu thử có kích thước lớn hơn hoặc hình dạng khác có thể cho thấy biến dạng giới hạn thấp hơn. Điều này ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ năng lượng trước khi phá hủy hoàn toàn. Việc duy trì độ dẻo là rất quan trọng đối với các ứng dụng chịu tải động.
3.3. Thay đổi trong khả năng hấp thụ năng lượng và nứt đa điểm
Kích thước và hình dạng mẫu thử có ảnh hưởng rõ ràng đến khả năng hấp thụ năng lượng. Chúng cũng tác động đến hành vi nứt đa điểm của UHPC. Mẫu thử lớn hơn thường thể hiện khả năng hấp thụ năng lượng thấp hơn. Điều này cho thấy sự giảm độ dai tổng thể khi kích thước mẫu tăng. Hành vi nứt đa điểm, một đặc trưng của UHPC, cũng bị ảnh hưởng. Số lượng vết nứt, khoảng cách giữa các vết nứt và độ mở của chúng có thể thay đổi. Điều này làm thay đổi cơ chế phân bố ứng suất và biến dạng. Hiểu rõ các yếu tố này giúp cải thiện thiết kế cấu kiện. Phân tích này cũng cung cấp dữ liệu quan trọng cho các mô hình đứt gãy.
IV.Phân tích tương quan Mô hình hóa hành vi cơ học
Nghiên cứu đã tiến hành phân tích mối tương quan giữa hành vi kéo và uốn của UHPC. Mối liên hệ này rất quan trọng để hiểu đầy đủ tính chất cơ học. Các mô hình cho phản ứng ứng suất-biến dạng của UHPC đã được đề xuất. Một mô hình được dành cho hành vi chịu nén. Ba mô hình khác nhau được phát triển cho hành vi chịu kéo. Các mô hình này phản ánh sự phức tạp của tính chất kéo, bao gồm làm cứng biến dạng và nứt đa điểm. Các phân tích tiết diện đã được thực hiện bằng cách sử dụng các mô hình này. Việc này nhằm mục đích đánh giá hiệu suất của các cấu kiện UHPC ở quy mô lớn hơn. Các mô hình này cung cấp công cụ dự đoán hiệu quả, hỗ trợ phát triển mã thiết kế và tối ưu hóa cấu kiện bê tông cường độ cực cao cốt sợi.
4.1. Mối liên hệ giữa hành vi kéo và hành vi uốn
Nghiên cứu đã tiến hành điều tra phân tích mối tương quan giữa hành vi kéo và uốn của UHPC. Việc hiểu rõ mối liên hệ này rất quan trọng. Nó giúp dự đoán hành vi của vật liệu dưới các điều kiện tải trọng phức tạp hơn. Hành vi kéo và uốn không độc lập hoàn toàn. Chúng có sự tương tác nhất định do cùng bị chi phối bởi các tính chất cơ bản của vật liệu. Ví dụ, hàm lượng sợi thép và ma trận bê tông ảnh hưởng đến cả hai. Việc xác định mối tương quan này cung cấp cái nhìn tổng thể. Nó cũng hỗ trợ việc phát triển các mô hình dự đoán chính xác hơn cho bê tông cốt sợi. Mối liên hệ này giúp giảm thiểu sự không chắc chắn trong thiết kế.
4.2. Xây dựng mô hình ứng suất biến dạng cho UHPC
Các mô hình cho phản ứng ứng suất-biến dạng của UHPC đã được đề xuất. Một mô hình được phát triển riêng cho hành vi chịu nén của UHPC. Điều này quan trọng để đánh giá cường độ nén và độ cứng của vật liệu. Đối với hành vi chịu kéo của UHPC, ba mô hình khác nhau đã được đề xuất. Sự đa dạng trong các mô hình kéo phản ánh tính phức tạp của hành vi kéo. Đặc biệt là với sự xuất hiện của hiện tượng làm cứng biến dạng và nứt đa điểm. Các mô hình này cung cấp công cụ toán học để dự đoán hiệu suất của vật liệu. Chúng cũng có thể hỗ trợ phân tích đứt gãy trong các cấu kiện thực tế. Đây là nền tảng cho việc thiết kế an toàn.
4.3. Ứng dụng mô hình trong phân tích cấu kiện
Các phân tích tiết diện đã được thực hiện sử dụng các mô hình ứng suất-biến dạng đề xuất. Việc này cho phép đánh giá hiệu suất của các cấu kiện UHPC ở quy mô lớn hơn. Các mô hình giúp dự đoán phản ứng của dầm, cột hoặc các cấu kiện khác. Điều này bao gồm khả năng chịu lực, độ võng và chế độ phá hoại. Ứng dụng này rất quan trọng cho việc phát triển mã thiết kế. Nó cung cấp cơ sở để kỹ sư có thể tự tin áp dụng UHPC. Các mô hình này cũng hỗ trợ tối ưu hóa thiết kế, giảm chi phí vật liệu. Đồng thời, chúng đảm bảo an toàn và độ bền cho công trình xây dựng. Đây là bước tiến quan trọng trong ứng dụng thực tế.
Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Tải đầy đủ (228 trang)Trích đoạn nội dung luận án
Tải xuống để đọc toàn bộSize dependent mechanical behavior of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete Duy Liem NGUYEN February 2015 Department of Civil & Environmental Engineering The Graduate School Sejong University Size dependent mechanical behavior of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete Duy Liem NGUYEN A dissertation submitted to the Faculty of the Sejong University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Civil & Environmental Engineering February 2015 Approved by Major Advisor Dong Joo KIM DEDICATION I would like to dedicate this dissertation to my parents and my wife who have supported me all the way ACKNOWLEDGEMENTS Firstly, I would like to express my deep gratitude to my Advisor, Professor Dong Joo KIM, for his supporting my doctoral program at Korea, for his enthusiasm and great knowledge. The encouragement, experience and advice from him helped me have more confidence and energy to complete the work. I sincerely would like to thank the rest of my dissertation committee for useful comments and questions in addition to encouragements. I also thank my Korean labmates giving me many supports and help when I was studying at Sejong University.
Specially thank my Vietnamese friends studying or working in Korea. We have shared weal and woe, encouraged each other to overcome much obstacle in the period of overseas study. Finally, I would like to express my wholehearted thanks to my parents and my family for their supports, patience and encouragement. Korea, November 2014 Duy Liem NGUYEN Abstract There has been much interest on enhancing the robustness, toughness and durability of civil infrastructure under severe mechanical and environmental loading conditions.
Ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) is one of promising engineered construction materials for the purpose above mentioned owing to the very high strength, ductility and durability of UHPFRC based on its unique tensile strain-hardening behavior and extremely densified microstructure. Thus, many structural engineers are trying to apply various types of UHPFRCs including DUCTAL, CERACEM, Multi-scale Cement Composites (MSCC), CEMTECmultiscale and CARDIFRC into various civil infrastructure, e., bridge, high rise building and other military structures. However, the application of UHPFRCs is still not popular because current UHPFRCs are still expensive in comparison with normal concrete. In addition, there is no design code for the application of UHPFRCs yet and this situation is really an obstacle for its practical application.
In order to propose the design code for UHPFRCs, all the mechanical performances of UHPFRCs should be clearly understood. Among their mechanical performances, size effects on the tensile and flexural behaviors of UHPFRCs are not fully understood yet. Thus, in this dissertation, the size dependent mechanical behaviors of UHPFRCs under direct tension and flexure was systematically investigated. In addition, the correlation between tensile and flexural behaviors of UHPFRC is also discovered.
This dissertation contains three parts as follows. First, the size effects on the flexural behavior of UHPFRCs were investigated. Three types of flexural specimens with different sizes, but identical shape, were used in four-point bending tests. Two types of steel fiber volume content were used in a mortar matrix: one included 1.0% long twisted steel fibers and 0.5% short smooth steel fibers and the other contained 1.0% long twisted steel fibers and 1.0% short smooth steel fibers.
The UHPFRCs showed clear specimen size effects on the flexural strength, normalized deflection, and normalized energy absorption capacity. The UHPFRCs with lower fiber volume content produced lower strain capacity and higher size effect. The source for the observed size dependent flexural behavior of UHPFRCs were discussed. Second, the specimen size and geometry effects on the direct tensile stress versus strain responses of UHPFRCs were experimentally discovered.
Six series of specimens with different geometries were designed to investigate the effect of different gauge length, thickness, section area and volume on the tensile responses of UHPFRCs. The UHPFRCs in the experimental program contained 1.0% long twisted steel fibers and 1.0% short smooth steel fibers. Although the different sizes and geometries of specimens did not generate significant influence on the post-cracking strength of the UHPFRCs, they produced clear effects on its strain capacity, energy absorption capacity and multiple cracking behavior. Finally, the correlation between the tensile and flexural behavior of the UHPFRCs was analytically investigated.
The models for compressive and tensile stress versus strain responses of UHPFRCs were proposed. One model was proposed for the compressive behavior of the UHPFRCs while three different models were proposed for the tensile behavior of the UHPFRCs. Section analysis were carried out by using the proposed models and discovered the influence of tensile response on the predicted flexural behavior, including the condition for generating deflection-hardening behavior. Keywords: ultra-high-performance fiber-reinforced concrete; size effect; post cracking strength; modulus of rupture; strain hardening; deflection hardening.
국문초록 시험체 크기에 따른 초고강도 섬유보강 콘크리트의 역 학적 거동 건설환경공학과 세종대학교 대학원 Duy Liem NGUYEN 초고성능 섬유보강 콘크리트 (Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete, UHPFRC)는 등의 우수한 역학적 특성과 치밀한 조직을 기반으로 높은 내구성이 기대되는 차세대 건설재료이다. 하지만, 현재 UHPFRC 의 압축, 인장 그리고 휨인장 거동에 대하여 보고된 결과들은 대부분 실험실에서 소규모 실험체에 대하여 실험을 수행한 결과를 바탕으로 하고 있다. 또한, 시멘트 기반의 복합재료들은 대부분 취성적인 특성을 나타내고 있어 실험체 크기가 커짐에 따라, 강도가 저하하는 실험체 크기 효과에 대하여 많이 보고된 바 있다. UHPFRC 또한 시멘트 기반의 복합재료이고 섬유를 보강하지 않은 초고성능 콘크리트 (Ultra High Performance Concrete, UHPC)의 경우 매우 취성적인 거동을 나타내어, 섬유를 보강한 UHPFRC 가 연성적인 거동을 보인다고 하더라도, 실험체 크기가 UHPFRC 의 역학적 거동에 미치는 영향을 정확하게 조사하여 설계에 반영할 필요가 있다.
논문의 연구결과는 UHPFRC 의 설계기준을 만들기 위해 유용한 정보와 기본적인 이해를 제공 할 것으로 기대된다. 이를 위해 아래와 같은 세 가지 세부 연구목표들이 달성되었다. 1) UHPFRC 의 휨인장 거동은 시험체의 크기 변화에 따라서 영향을 받는다. 즉, 시험체의 크기가 커질수록 휨강도, 처짐능력, 그리고 에너지 흡수능력이 분명하게 저하하는 경향을 나타내었다.
하지만, UHPFRC 의 연성도, 즉 섬유보강량이 증가할수록 휨인장 거동에 시험체의 크기효과가 미치는 영향이 감소하였다. 이러한 UHPFRC 의 휨 거동에 영향을 미치는 시험체의 크기 효과는 시험체가 휨 하중을 받아 최대 휨인장 강도를 보일 때 휨 인장 시험체의 하단에 유발되는 최대 휨인장 변형률과 밀접한 관계를 가지고 있다. 또한 UHPFRC 의 크기효과를 보여주는 그래프를 제시하였다. 2) UHPFRC 의 직접 인장 강도는 시험체 크기에 따른 뚜렷한 경향을 나타내지 않았지만, 직접 인장 하중 하에서 UHPFRC 의 인장 변형능력, 에너지 흡수능력 그리고 다수의 균열 생성 능력 등에는 명확하기 그 크기 및 시험체 형상에 따른 영향을 나타내었다.
3) UHPFRC 의 직접 인장거동은, 해석적 그리고 실험적인 연구결과들에 근거하여, 그 휨 인장 거동과 매우 밀접한 상관관계를 가진다. UHPFRC 의 휨 거동 예측을 위해, UHPFRC 의 압축과 직접인장 거동을 단순화한 해석 식들을 제안하였다. 또한, 변형경화 거동을 나타내기 위한 조건 식들에 대한 검토를 수행하였으며, 최대 휨 강도 점에서의 UHPFRC 의 단면 변형률과 응력 분포가 그 UHPFRC 의 최대 모멘트 저항강도와 그 점에서의 처점에 어떠한 영향을 미치는지 상세히 조사하였다. 주요어 : 초고강도 섬유보강 콘크리트; 시험체 크기의 영향; 최종균열강도; 최대 휨 하중점; 변형 경화; 처짐 경화.
TABLE OF CONTENTS TABLE OF CONTENTS .i LIST OF FIGURES.iv LIST OF TABLES .vii CHAPTER I: INTRODUCTION.2 Literature review of UHPFRC .3 Goal and objectives .4 Organization of dissertation .7 CHAPTER II: SIZE EFFECT ON FLEXURAL BEHAVIOR OF ULTRA- HIGH-PERFORMANCE FIBER-REINFORCED CONCRETE .2 Size effect on fiber-reinforced concrete.2 Theoretical review of size effect .1 Theoretical review of size effect.2 Flexural behavior of UHP-HFRC .3 Materials and test methods .2 Materials and specimen preparation .3 Test setup and procedure .4 Results and discusion .1 Deflection-hardening behavior of UHP-HFRCs.2 Size effect on flexural behavior of UHP-HFRCs.3 Influence of material ductility on the size effect.4 Parameters of size effect: Weibull modulus m and Bažant parameters B and D0. 45 CHAPTER III: SIZE AND GEOMETRY EFFECT ON TENSILE BEHAVIOR OF ULTRA-HIGH-PERFORMANCE FIBER-REINFORCED CONCRETE .2 Size dependent mechanical properties of cement-based materials.3 Strain-hardening tensile behavior of UHPFRC.1 Materials and specimen preparation .2 Test setup and procedure .5 Result and discusion.1 Distribution of fibers within the cross-section.2 Effects of size and geometry of specimens on the tensile response of UHPFRC. 86 CHAPTER IV: CORRELATION BETWEEN TENSILE AND FLEXURAL BEHAVIOR OF ULTRA-HIGH-PERFORMANCE FIBER-REINFORCED CONCRETE .2 Predicting flexural behavior of UHPFRCs based on their tensile behaviors.1 Proposed model for predicting flexural behavior of UHPFRCs .3 Comparison with experimental test .3 Difference between gauge length dependent tensile and flexural behavior of UHPFRC .115 CHAPTER V: SUMMARY, CONCLUSIONS AND FUTURE WORKS .1 Summary and conclusions.1 Conclusions related to the size effect on flexural behavior of UHPFRC .2 Conclusions related to the size and geometry effect on tensile behavior of UHPFRC.3 Conclusions related to the correlation between tensile and flexural behavior of UHPFRC .2 Recommendations for future research.124 iii LIST OF FIGURES Fig.1 – Compressive behavior of UHPFRC using 1% twist fiber blended with 1% short smooth fiber by volume (Nguyen and Kim [23]).2 – Classification of FRCCs (Naaman and Reinhardt [13]).3 – Structure of the dissertation .1 – Size effects on the strength of brittle material [33].2 – Typical deflection–hardening flexural behavior of UHP–HFRC .3 – Relationships between moment and curvature (a) and shear force and shear strain (b) [38].4 – Distribution along beam of moment–curvature (M–) and shear force–shear strain (V–).5 – Distribution of moment, shear, and cracks along beam .6 – Photo of specimen with multiple cracks .7 – Photos of fibers .8 – Three types of flexural specimen .9 – Test setup for bending test .10 – Average load ( P ) versus deflection ( ) curve of UHP–HFRCs for various specimen sizes .11 – Average equivalent bending stress ( f ) versus normalized deflection ( L ) curve of UHP–HFRCs for various specimen sizes.12 – Multiple–cracking behavior of UHP–HFRCs.13 – Size effect on equivalent bending strength .14 – Size effect on normalized deflection at MOR.15 – Size effect on normalized toughness at MOR. 16 – Size effect on cracking behavior of UHP–HFRCs.17 – Tensile behavior of UHP–HFRCs.18 – Weibull distribution for UHP–HFRCs.19 – General graph of size effect law of UHP–HFRCs .1 – Tensile behavior of UHPFRC and investigated size parameters .2 – Shape of tensile specimens and molds .3 – Tensile test set-up and external load cells used .4 – Average tensile stress versus strain response of UHPFRC according to different geometry and size .5 – Multiple cracking behavior of UHPFRC according to different geometry and size.6 – Typical fiber distribution at section near the major crack.7 – Effects of gauge length on tensile parameters of UHPFRC.8 – Effects of section area on tensile parameters of UHPFRC .9 – Effects of volume on tensile parameters of UHPFRC .10 – Effects of thickness on tensile parameters of UHPFRC .11 – Modeling specimen as a chain in comparison of different gauge lengths.12 – Influence of pc on complementary energy.13 – Volume effect under bridging comparison .14 – Assumed distribution of defects.15 – Sensitivity of size parameters in illustration .16 – Effects of normalized size parameters on normalized tensile parameters of UHPFRC.1 – Proposed models for compressive and tensile behavior of UHPFRCs .2 – Assumed strain and stress distribution along the depth of section for strain- hardening behavior of UHPFRC .3 – Assumed strain and stress distribution along the depth of section for strain- softening behavior of UHPFRC with no clear sudden load drop, pc cc .4 – Assumed strain and stress distribution along the depth of section for strain- softening behavior of UHPFRC with a clear sudden load drop, pc cc .5 – Typical moment versus curvature response of UHPFRC (Kim et al.6 – Condition for tensile models to surely produce deflection-hardening of UHPFRCs and the flexural stress and strain at beam bottom at MOR.7 – Effect of softening slope E2 on flexural parameters of tensile strain- hardening UHPFRCs.8 – Effect of softening slope E1 on flexural parameters of tensile strain- softening UHPFRCs with no sudden load drop .9 – Effect of pc / cc ratio on flexural parameters of tensile strain-softening UHPFRCs with sudden load drop .10 – The assumed strain and stress distribution at section and three cases of UHPFRCs.11 – The flexural behavior of UHPFRC obtained from prediction and from experimental test .12 – Geometry of tensile and flexural specimens .
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ
Trích dẫn luận án này
Duy Liem Nguyen (2015). Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi [Luận án tiến sĩ, Sejong University]. LuanAn.net. https://luanan.net/tai-lieu-khac/hanh-vi-co-hoc-phu-thuoc-kich-thuoc-be-tong-cuong-do-cuc-cao-cot-soi
Câu hỏi thường gặp
Luận án "Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi" nghiên cứu về vấn đề gì?
Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cốt sợi hiệu năng cực cao. Phân tích sự ảnh hưởng của kích thước mẫu đến đặc tính chịu lực.
Luận án "Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi" được bảo vệ tại trường nào?
Luận án này được bảo vệ tại Sejong University. Năm bảo vệ: 2015.
Luận án "Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi" thuộc chuyên ngành gì?
Luận án "Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi" thuộc chuyên ngành Civil & Environmental Engineering. Danh mục: Tài liệu khác.
Luận án "Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi" có bao nhiêu trang?
Luận án "Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi" có 228 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.
Cách tải luận án "Hành vi cơ học phụ thuộc kích thước của bê tông cường độ cực cao cốt sợi" về máy như thế nào?
Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.